CN109120240A - 声波共振器、滤波器以及复用器 - Google Patents

声波共振器、滤波器以及复用器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及声波共振器、滤波器以及复用器。声波共振器包括:压电基板,该压电基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;支撑基板,该支撑基板具有与压电基板的下表面结合的上表面,并且是主要由二氧化硅组成的玻璃基板;以及多个电极指,该多个电极指位于压电基板的上表面上,激励声波,并且包括主要由Cr、Mo以及W中的至少一者组成的金属膜。

Description

声波共振器、滤波器以及复用器
技术领域
本发明的特定方面涉及声波共振器、滤波器以及复用器。
背景技术
在由移动电话代表的高频通信系统中,高频滤波器已经用于去除在除了用于通信的频带之外的不必要信号。用于高频滤波器的是诸如表面声波(SAW)共振器的声波共振器。在SAW共振器中,由金属膜形成的电极指形成在诸如钽酸锂(LiTaO3)基板或铌酸锂(LiNbO3)基板的压电基板上。为了减少由于压电基板的热膨胀和压电基板的弹性模量随温度的变化而产生的频率变化,已知如例如在日本专利申请第2004-343359、2005-65050、H06-326553以及2016-136712号公报和第2014/129432、2014/156507以及2011/046117号国际公报公开的将压电基板与具有小于压电基板的线性热膨胀系数的线性热膨胀系数的支撑基板结合。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种声波共振器,该声波共振器包括:压电基板,该压电基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;支撑基板,该支撑基板具有与压电基板的下表面结合的上表面,并且是主要由二氧化硅组成的玻璃基板;以及多个电极指,该多个电极指位于压电基板的上表面上,激励声波,并且包括主要由Cr、Mo以及W中的至少一者组成的金属膜。
根据本发明的第二方面,提供了一种声波共振器,该声波共振器包括:压电基板,该压电基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;支撑基板,该支撑基板具有与压电基板的下表面结合的上表面,并且是蓝宝石基板或结晶二氧化硅基板;以及多个电极指,该多个电极指位于压电基板的上表面上,激励声波,并且包括主要由Ru、Rh、Pt以及Ti中的至少一个组成的金属膜。
根据本发明的第三方面,提供了一种声波共振器,该声波共振器包括:压电基板,该压电基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;支撑基板,该支撑基板具有与压电基板的下表面结合的上表面,并且具有小于压电基板的x轴方位上的线性热膨胀系数的线性热膨胀系数;以及多个电极指,该多个电极指位于压电基板的上表面上,沿X轴方位布置,激励声波,并且包括金属膜,该金属膜具有等于或大于声波的波长的0.1倍的厚度,并且具有小于压电基板的x轴方位上的线性热膨胀系数的线性热膨胀系数。
根据本发明的第四方面,提供了一种声波共振器,该声波共振器包括:压电基板;支撑基板,该支撑基板具有与压电基板的下表面结合的上表面,并且具有小于压电基板的线性热膨胀系数的线性热膨胀系数;一对梳形电极,该对梳形电极被形成在压电基板上,并且包括第一金属膜,该第一金属膜的线性热膨胀系数小于压电基板的线性热膨胀系数,一对梳形电极中的每一个电极具有激励声波的多个电极指和连接多个电极指的汇流条(bus);以及附加膜,该附加膜位于间隙区域中的压电基板的上表面上,不连接到一对梳形电极,并且包括第二金属膜,该第二金属膜的线性热膨胀系数小于压电基板的线性热膨胀系数,所述间隙区域位于所述一对梳形电极中的一个梳形电极的多个电极指与所述一对梳形电极中的另一个梳形电极的汇流条之间。
根据本发明的第五方面,提供了一种滤波器,该滤波器包括:上述声波共振器中的任意一个。
根据本发明的第六方面,提供了一种包括上述滤波器的复用器。
附图说明
图1A是根据第一实施方式的声波共振器的平面图,并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的剖面图;
图2是压电基板的上表面上的热膨胀系数对厚度T2的曲线图;
图3A和图3B是声波共振器的剖面图;
图4A和图4B是根据第一实施方式的声波共振器的剖面图;
图5例示了声波在Y方向上的位移;
图6A是根据第二实施方式的声波共振器的平面图,并且图6B是沿着图6A中的线A-A截取的剖面图且是间隙区域的剖面图;
图7A是根据第二实施方式的第一变型例的声波共振器的平面图,并且图7B是沿着图7A中的线A-A截取的剖面图且是间隙区域的剖面图;
图8A至图8C是根据第三实施方式的声波共振器的剖面图;
图9是根据第三实施方式的第一变型例的声波共振器的剖面图;
图10是声波共振器的剖面图;以及
图11A是根据第四实施方式的滤波器的电路图,并且图11B是根据第四实施方式的第一变型例的双工器的电路图。
具体实施方式
通过将压电基板附接到具有更小线性热膨胀系数的支撑基板,减小由于温度变化而引起的频率变化。然而,电极指的劣化(诸如电极指从压电基板的剥离)可能发生。
下文中,将参照附图给出实施方式的描述。
第一实施方式
图1A是根据第一实施方式的声波共振器的平面图,并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的剖面图。如图1A和图1B例示,基板10具有支撑基板10a和压电基板10b。压电基板10b的下表面与支撑基板10a的上表面结合。压电基板10b可以借助具有例如几纳米或更小的厚度的无定形层直接结合在支撑基板10a上。另选地,压电基板10b可以借助粘合剂结合在支撑基板10a上。
IDT 21和反射器22形成在压电基板10b的上表面上。IDT 21和反射器22由被形成在压电基板10b上的金属膜12形成。IDT 21包括面向彼此的一对梳形电极20。梳形电极20包括多个电极指14和电极指14所连接到的汇流条18。电极指14形成栅电极。一对梳形电极20被设置为面向彼此,使得梳形电极20中的一个梳形电极的电极指14和另一个梳形电极的电极指14大致交替设置。支撑基板10a、压电基板10b以及金属膜12的厚度分别由T1、T2以及T3表示。
一对梳形电极20的电极指14重叠的区域是重叠区域15。在重叠区域15中,由电极指14激励的声波主要沿电极指14的布置方向传播。一个梳形电极20的电极指14的节距与声波的波长λ对应。即,通过将IDT 21的X方向上的宽度除以电极指14的对的数量所计算的值与声波的波长对应。另一方面,在一个梳形电极20的电极指14的末端与另一个梳形电极20的汇流条18之间的区域是间隙区域17。在设置有伪电极指时,间隙区域是电极指的末端与伪电极指的末端之间的区域。声波的传播方向被限定为X方向,与传播方向垂直的方向被限定为Y方向,并且基板10的法线方向被限定为Z方向。X方向和Y方向不是必须与压电基板10b的晶体取向的X轴方位和Y轴方位对应。
将呈现用于支撑基板10a的材料的线性热膨胀系数。
蓝宝石、水晶(例如,ST切割、AT切割):近似8ppm/℃
石英、低热膨胀玻璃:近似0.5ppm/℃
水晶是结晶二氧化硅(SiO2)。由此,水晶基板被称为结晶二氧化硅基板。石英是石英玻璃。低热膨胀玻璃是包含50%重量以上的二氧化硅且具有小于水晶基板的线性热膨胀系数的线性热膨胀系数的玻璃。石英基板和低热膨胀玻璃基板被称为主要由二氧化硅组成的玻璃基板。玻璃的至少一部分是非晶质的。蓝宝石是结晶氧化铝(Al2O3)。
将呈现用于压电基板10b的材料的线性热膨胀系数。
钽酸锂(X轴方位):近似17ppm/℃
铌酸锂(X轴方位):近似16ppm/℃
用作钽酸锂和铌酸锂的是已旋转Y切割X传播基板。在已旋转Y切割X传播基板中,电极指14布置的方向(即,声波传播的方向)与X轴方位(晶体取向的X轴方位)对应。
模拟的是在使用以上所描述的支撑基板10a和以上所描述的压电基板10b时在压电基板10b的上表面上的X方向上的线性热膨胀系数。假定压电基板10b是42°旋转的Y切割X传播钽酸锂基板。假定支撑基板10a由蓝宝石或水晶(线性热膨胀系数近似为8ppm/℃)以及石英或低热膨胀玻璃(线性热膨胀系数近似为0.5ppm/℃)制成。假定支撑基板10a的厚度T1为250μm。
模拟由有限元方法来进行。压电基板10b的上表面上的X方向上的热膨胀系数从在温度从室温(25℃)增加10℃时的、压电基板10b的上表面的X方向上的变形量来计算。所计算的热膨胀系数被简称为热膨胀系数,以与基体的线性热膨胀系数区分。因为铌酸锂基板的线性热膨胀系数几乎等于钽酸锂基板的线性热膨胀系数,所以模拟结果还可以应用于钽酸锂基板。
图2是压电基板的上表面上的热膨胀系数对厚度T2的曲线图。如图2例示,在压电基板10b的厚度T2降至100μm或更小时,热膨胀系数开始降低。对于蓝宝石和水晶,在T2为20μm或更小时,热膨胀系数为12ppm/℃或更小,并且在T2为10μm或更小时,热膨胀系数为10ppm/℃或更小。在T2进一步减小时,热膨胀系数以近似8.5ppm/℃收敛。在厚度T2为20μm、4.4μm以及2.2μm时,热膨胀系数分别为11.0ppm/℃、9.0ppm/℃以及8.8ppm/℃。对于石英和低热膨胀玻璃,在T2为10μm或更小时,热膨胀系数为8ppm/℃或更小,并且在T2进一步减小时,热膨胀系数以近似1ppm/℃收敛。在厚度T2为20μm、4.4μm以及2.2μm时,热膨胀系数分别为10.0ppm/℃、4.2ppm/℃以及2.58ppm/℃。
图3A和图3B是声波共振器的剖面图。如图3A例示,在电极指14的线性热膨胀系数CTE14大于压电基板10b的上表面的热膨胀系数CTE10且温度增加时,电极指14的膨胀52大于压电基板10b的上表面的膨胀50。如图3B例示,在电极指14的线性热膨胀系数CTE14小于压电基板10b的上表面的热膨胀系数CTE10且温度增加时,电极指14的膨胀52小于压电基板10b的上表面的膨胀50。这使得电极指14容易从压电基板10b剥离。例如,如果在长时段期间重复温度循环,则电极指14的剥离容易发生。如上所述,电极指14劣化。在电极指14的厚度T3较大时,施加于电极指14的热应力较大。由此,电极指14容易剥离。
表1列出了各金属的线性热膨胀系数。在图2中,各金属的线性热膨胀系数由水平虚线来指示。
表1
如图2和表1呈现的,经常用作电极指14的铝(Al)和铜(Cu)的线性热膨胀系数分别为20ppm/℃和18ppm/℃,它们几乎等于或稍微大于钽酸锂基板和铌酸锂基板的线性热膨胀系数。因此,随着压电基板10b的上表面的热膨胀系数CTE10减小,如图3A例示,施加于电极指14的热应力增大。这使得电极指14容易剥离。
如图2和表1呈现的,金(Au)的线性热膨胀系数为14ppm/℃,它小于钽酸锂基板和铌酸锂基板的线性热膨胀系数。钌(Ru)、铑(Rh)、铂(Pt)以及钛(Ti)的线性热膨胀系数分别为9.7ppm/℃、9.6ppm/℃、9.0ppm/℃以及8.5ppm/℃,它们在8ppm/℃至10ppm/℃的范围内。铬(Cr)、钼(Mo)以及钨(W)的线性热膨胀系数分别为6.2ppm/℃、4.9ppm/℃以及4.3ppm/℃,它们在4ppm/℃至7ppm/℃的范围内。
图4A和图4B是根据第一实施方式的声波共振器的剖面图。如图4A例示,压电基板10b是钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度。支撑基板10a具有与压电基板10b的下表面结合的上表面,并且具有小于压电基板10b的X轴方位上的线性热膨胀系数CTE10b的线性热膨胀系数CTE10a。电极指14包括金属膜12,该金属膜具有等于或大于声波的波长λ的0.1倍的厚度T3,并且具有小于压电基板10b的X轴方位上的线性热膨胀系数CTE10b的线性热膨胀系数CTE14。由此,即使在温度增加时,压电基板10b的上表面的膨胀和电极指14的膨胀也在同一范围内。因此,抑制电极指14从压电基板10b的剥离。例如,抑制电极指14由于长时段期间的温度循环而剥离。如上所述,减轻电极指14的劣化。
如图4B例示,金属膜12可以包括压电基板10b上的金属膜12a和金属膜12a上的金属膜12b。金属膜12a和12b的厚度分别由T3a和T3b来指示。在金属膜12为具有两层或更多层的多层膜时,在金属膜12a的线性热膨胀系数CTE12a和金属膜12b的线性热膨胀系数CTE12b中的至少一者小于CTE10b时是足够的。为具有小于CTE10b的线性热膨胀系数CTE12a和/或CTE12b的金属膜12a和/或12b的厚度T3a和/或T3b的和的总厚度优选地等于或大于声波的波长λ的0.1倍。
在电极指14较厚时,容易向电极指14施加热应力,由此,电极指14容易剥离。因此,图4A和图4B中的厚度T3优选地等于或小于厚度T2的1倍,更优选地为等于或小于厚度T2的0.5倍。因为在压电基板10b上激励声波,所以电极指14的厚度T3优选地等于或大于声波的波长λ的0.1倍,更优选地为等于或大于声波的波长λ的0.11倍。另外,厚度T3优选地等于或小于波长λ的0.2倍,更优选地为等于或小于波长λ的0.15倍。
与压电基板10b接触的金属膜12a被施加有最大的热应力。由此,金属膜12a的线性热膨胀系数CTE12a优选地小于CTE10b。另外,线性热膨胀系数小于压电基板10b的线性热膨胀系数的金属膜12a和/或12b优选地具有等于或大于金属膜12的厚度T3一半的厚度,更优选地为具有等于或大于金属膜12的厚度T3的三分之二的厚度。
如图2例示,在支撑基板10a是蓝宝石基板、水晶基板、石英基板或低热膨胀玻璃基板时,金属膜12或金属膜12a和/或12b被构造为具有12ppm/℃或更小的线性热膨胀系数。该构造减小金属膜12或金属膜12a和/或12b的线性热膨胀系数与压电基板10b的上表面的热膨胀系数之间的差。金属膜12或金属膜12a和/或12b更优选地具有10ppm/℃或更小的线性热膨胀系数。
在支撑基板10a是蓝宝石基板、水晶基板、石英基板或低热膨胀玻璃基板时,金属膜12或金属膜12a和/或12b被构造为是主要由Ru、Rh、Pt、Ti、Cr、Mo以及W中的至少一者组成的膜。该构造减小金属膜12或金属膜12a和/或12b的线性热膨胀系数与压电基板10b的上表面的热膨胀系数之间的差。术语“主要由……组成”意指金属膜12或金属膜12a和/或12b将对象元素包含到实现第一实施方式的优点的程度,并且例如,金属膜12优选地包含50%原子或更多的对象元素,更优选地为包含80%原子或更多的对象元素。厚度T2优选地为15μm或更小,更优选地为10μm或更小,并且优选地为1μm或更大,更优选地为2μm或更大。
如图2例示,在支撑基板10a为蓝宝石基板或水晶基板时,金属膜12或金属膜12a和/或12b优选地为主要由Ru、Rh、Pt以及Ti中的至少一者组成的膜。该构造进一步减小金属膜12或金属膜12a和/或12b的线性热膨胀系数与压电基板10b的上表面的热膨胀系数之间的差。
在支撑基板10a是石英基板或低热膨胀玻璃基板时,金属膜12或金属膜12a和/或12b优选地为是主要由Cr、Mo以及W中的至少一者组成的膜。该构造进一步减小金属膜12或金属膜12a和/或12b的线性热膨胀系数与压电基板10b的上表面的热膨胀系数之间的差。
第二实施方式
图5例示了声波在Y方向上的位移。如图5例示,声波的位移在重叠区域15中较大,并且在重叠区域15中平坦。位移在汇流条18中较小且大致平坦。位移在间隙区域17中快速变化。由此,与声波的位移关联的应力最多地施加于间隙区域17中的电极指14。另外,间隙区域17具有比重叠区域15更低的电极指14的比例。由此,应力容易施加于间隙区域17中的电极指14,并且间隙区域17往往为电极指14的剥离的起点。
图6A是根据第二实施方式的声波共振器的平面图,并且图6B是沿着图6A中的线A-A截取的剖面图且是间隙区域的剖面图。如图6A和图6B例示,在间隙区域17中,附加膜30位于电极指14之间的压电基板10b上。附加膜30包括具有小于在压电基板10b的X轴方位上的线性热膨胀系数CTE10b的线性热膨胀系数CTE30的金属膜32。附加膜30不与电极指14或汇流条18接触。其他结构与图1A以及图1B所例示的结构相同,由此省略其描述。
第二实施方式的第一变型例
图7A是根据第二实施方式的第一变型例的声波共振器的平面图,并且图7B是沿着图7A中的线A-A截取的剖面图且是间隙区域的剖面图。如图7A和图7B例示,一对梳形电极20中的每一个包括多个电极指14、多个伪电极指16以及汇流条18。电极指14和伪电极指16连接到汇流条18。一个梳形电极20的伪电极指16沿Y方向面向另一个梳形电极20的电极指14。电极指14与伪电极指16之间的区域为间隙区域17。附加膜30位于间隙区域17中。其他结构与第二实施方式的结构相同,由此省略其描述。
在第二实施方式及其第一变型例中,支撑基板10a具有与压电基板10b的下表面结合的上表面,并且具有小于压电基板10b的线性热膨胀系数CTE10b的线性热膨胀系数CTE10a。一对梳形电极20包括具有小于压电基板10b的线性热膨胀系数CTE10b的线性热膨胀系数的金属膜12(第一金属膜)。附加膜30位于间隙区域17中的压电基板10b的上表面上,该间隙区域位于一个梳形电极20的电极指14与另一个梳形电极20的汇流条18之间,并且附加膜不连接到一对梳形电极20。附加膜30包括具有小于压电基板10b的线性热膨胀系数CTE10b的线性热膨胀系数CTE30的金属膜32(第二金属膜)。该构造使得被间隙区域17中的电极指14和附加膜30占据的面积几乎等于被间隙区域15中的电极指14占据的面积。由此,减小施加于间隙区域17中的电极指14的应力。因此,抑制间隙区域17为电极指14剥离的起点。
另外,压电基板10b为具有20μm或更小的膜厚度的钽酸锂基板或具有20μm或更小的膜厚度的铌酸锂基板。支撑基板10a为水晶基板、蓝宝石基板、石英基板或低热膨胀玻璃基板。在该构造中,金属膜12和32被构造为分别具有12ppm/℃或更小的线性热膨胀系数CTE14和CTE30。如图2例示,该构造减小压电基板10b的上表面的热膨胀系数与电极指14以及附加膜30的线性热膨胀系数之间的差。由此,抑制电极指14的剥离。
此外,如图2例示,在支撑基板10a为水晶基板或蓝宝石基板时,金属膜12和32优选地主要由Ru、Rh、Pt以及Ti中的至少一者组成。在支撑基板10a为石英基板或低热膨胀玻璃基板时,金属膜12和32优选地主要由Cr、Mo以及W中的至少一者组成。
金属膜12和32可以由不同的材料制成并具有不同的厚度。另外,电极指14和金属膜30可以由不同的材料制成并具有不同的厚度。然而,金属膜12和32优选地由同一材料制成。例如,附加膜30的材料和厚度实际上优选地在制造误差的程度上与电极指14的材料和厚度相同。该构造抑制间隙区域17为电极指14剥离的起点。
在第二实施方式及其变型例中,与图4B中的金属膜12相同,金属膜32可以为多个金属膜的多层膜。在多个金属膜中的至少一个具有小于压电基板10b的线性热膨胀系数的线性热膨胀系数时是足够的。
第三实施方式
图8A至图8C是根据第三实施方式的声波共振器的剖面图。如图8A例示,电极指14的侧面相对于基板10的上表面倾斜。电极指14的侧面与下表面之间的内角θ小于90°。如图8B例示,电极指14的上侧面大致垂直于基板10的上表面。如图8C例示,电极指14的上侧面被倾斜为具有倒锥形。在图8A和图8C中,在电极指14与基板10的上表面接触的区域中的侧面与下表面之间的内角θ小于90°。其他结构与第一和第二实施方式的结构相同,由此省略其描述。
在第三实施方式中,内角θ小于90°。该构造使得电极指14与基板10接触的区域的面积较大。另外,减小了向电极指14的下表面的边缘部分的应力集中。因此,减轻电极指14的剥离。内角θ优选地为80°或更小,更优选地为70°或更小。内角θ优选地为45°或更大。第二实施方式的附加膜30的内角可以被使得小于90°。
第三实施方式的第一变型例
图9是根据第三实施方式的第一变型例的声波共振器的剖面图。如图9例示,在除了电极指14之外的压电基板10b的上表面上形成凹部34。凹部34通过将电极指14用作掩模而对压电基板10b进行干法蚀刻或离子研磨来形成。凹部34的深度例如近似为1μm。其他结构与第一和第二实施方式的结构相同,由此省略其描述。
在第三实施方式的第一变型例中,电极指14的下表面的边缘部分与凹部34的边缘部分大致对齐。该结构减轻了应力向电极指14的边缘部分的集中。因此,减轻电极指14的剥离。凹部34可以被形成在第二实施方式中的附加膜30与电极指14之间。
图10是声波共振器的剖面图。如图10例示,电极指14在压电基板10b上激励表面声波35。当在表面声波的操作频率下的声速大于在压电基板10b的侧向体波36的操作频率下的声速时,体波36从电极指14发射到基板10中。体波36的发射变成能量损失。另外,体波36在支撑基板10a中作为热能38被消耗。因此,声波共振器的温度可能增加,从而劣化声波共振器的可靠性。
表面声波35的声速优选地小于体波36的声速。为了使得表面声波35的声速减慢,优选地使电极指14较重。例如Ru、Rh、Pt、Mo以及W的密度大于Al和Cu的密度。由此,在第一至第三实施方式及其变型例中,金属膜12优选地主要由Ru、Rh、Pt、Mo以及W中的至少一者组成。
第四实施方式
第四实施方式是包括根据第一至第三实施方式中任意一个及其变型例的声波共振器的示例性滤波器和示例性双工器。图11A是根据第四实施方式的滤波器的电路图。如图11A例示,在输入端子Tin与输出端子Tout之间,一个或更多个串联共振器S1至S4串联。在输入端子Tin与输出端子Tout之间,一个或更多个并联共振器P1至P3并联。一个或更多个串联共振器S1至S4以及一个或更多个并联共振器P1至P3中的至少一个可以是根据第一至第三实施方式中任意一个及其变型例的声波共振器。可以自由选择梯形滤波器中的串联共振器和并联共振器的数量。包括根据第一至第三实施方式中任意一个及其变型例的声波共振器的滤波器可以为多模滤波器,而不是梯形滤波器。
图11B是根据第四实施方式的第一变型例的双工器的电路图。如图11B例示,发送滤波器40连接在公共端子Ant与发送端子Tx之间。接收滤波器42连接在公共端子Ant与接收端子Rx之间。发送滤波器40向公共端子Ant发送在发送带中的信号,作为从发送端子Tx输入的信号中的发送信号,并且抑制具有其他频率的信号。接收滤波器42向接收端子Rx发送在接收带中的信号,作为从公共端子Ant输入的信号中的接收信号,并且抑制具有其他频率的信号。发送滤波器40和接收滤波器42中的至少一者可以为第四实施方式的滤波器。双工器被描述为复用器的示例,但复用器可以为三工器或四工器。
虽然已经详细描述了本发明的实施方式,但应理解,可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对其进行各种改变、替代以及变更。

Claims (13)

1.一种声波共振器,该声波共振器包括:
压电基板,该压电基板为钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;
支撑基板,该支撑基板具有与所述压电基板的下表面结合的上表面,并且是主要由二氧化硅组成的玻璃基板;以及
多个电极指,该多个电极指位于所述压电基板的上表面上,激励声波,并且包括主要由Cr、Mo以及W中的至少一者组成的金属膜。
2.一种声波共振器,该声波共振器包括:
压电基板,该压电基板为钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;
支撑基板,该支撑基板具有与所述压电基板的下表面结合的上表面,并且是蓝宝石基板或结晶二氧化硅基板;以及
多个电极指,该多个电极指位于所述压电基板的上表面上,激励声波,并且包括主要由Ru、Rh、Pt以及Ti中的至少一者组成的金属膜。
3.根据权利要求1或2所述的声波共振器,其中,
所述多个电极指沿所述压电基板的X轴方位布置。
4.根据权利要求1或2所述的声波共振器,其中,
所述金属膜的厚度等于或大于所述声波的波长的0.1倍。
5.一种声波共振器,该声波共振器包括:
压电基板,该压电基板为钽酸锂基板或铌酸锂基板且具有20μm或更小的厚度;
支撑基板,该支撑基板具有与所述压电基板的下表面结合的上表面,并且该支撑基板的线性热膨胀系数小于所述压电基板的X轴方位上的线性热膨胀系数;以及
多个电极指,该多个电极指位于所述压电基板的上表面上,沿X轴方位布置,激励声波,并且包括金属膜,该金属膜具有等于或大于所述声波的波长的0.1倍的厚度并且该金属膜的线性热膨胀系数小于所述压电基板的所述X轴方位上的所述线性热膨胀系数。
6.根据权利要求5所述的声波共振器,其中,
所述支撑基板是蓝宝石基板、结晶二氧化硅基板或主要由二氧化硅组成的玻璃基板,并且
所述金属膜具有12ppm/℃或更小的线性热膨胀系数。
7.根据权利要求5所述的声波共振器,其中,
所述支撑基板是蓝宝石基板、结晶二氧化硅基板或主要由二氧化硅组成的玻璃基板,并且
所述金属膜主要由Ru、Rh、Pt、Ti、Cr、Mo以及W中的至少一者组成。
8.根据权利要求1、2、5、6、7中的任意一项所述的声波共振器,其中,
所述金属膜与所述压电基板接触。
9.一种声波共振器,该声波共振器包括:
压电基板;
支撑基板,该支撑基板具有与所述压电基板的下表面结合的上表面,并且该支撑基板的线性热膨胀系数小于所述压电基板的线性热膨胀系数;
一对梳形电极,所述一对梳形电极被形成在所述压电基板上,并且包括具有小于所述压电基板的所述线性热膨胀系数的线性热膨胀系数的第一金属膜,所述一对梳形电极中的每一个梳形电极具有激励声波的多个电极指和连接所述多个电极指的汇流条;以及
附加膜,该附加膜位于所述压电基板的在一间隙区域中的上表面上,不连接到所述一对梳形电极,并且包括具有小于所述压电基板的所述线性热膨胀系数的线性热膨胀系数的第二金属膜,所述间隙区域位于所述一对梳形电极中的一个梳形电极的所述多个电极指与所述一对梳形电极中的另一个梳形电极的所述汇流条之间。
10.根据权利要求9所述的声波共振器,其中,
所述压电基板为具有20μm或更小的膜厚度的钽酸锂基板或具有20μm或更小的膜厚度的铌酸锂基板,
所述支撑基板是蓝宝石基板、结晶二氧化硅基板或主要由二氧化硅组成的玻璃基板,
所述多个电极指沿所述压电基板的X轴方位布置,并且
所述第一金属膜和所述第二金属膜具有12ppm/℃或更小的线性热膨胀系数。
11.根据权利要求9或10所述的声波共振器,其中,
所述第一金属膜和所述第二金属膜由相同材料制成。
12.一种滤波器,该滤波器包括:
根据1、2、5、6、7、9、10中任意一项所述的声波共振器。
13.一种复用器,该复用器包括:
根据权利要求12所述的滤波器。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020189115A1 (zh) * 2019-03-15 2020-09-24
JP2021027401A (ja) * 2019-07-31 2021-02-22 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ
EP3796556A1 (en) * 2019-09-18 2021-03-24 Frec|N|Sys Transducer structure for an acoustic wave device
EP3796555A1 (en) * 2019-09-18 2021-03-24 Frec|N|Sys Transducer structure for an acoustic wave device
CN110649153B (zh) * 2019-09-26 2022-09-30 中电科技集团重庆声光电有限公司 一种多层金属薄膜键合层结构及其制备方法
WO2021060150A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ
FR3105894B1 (fr) 2019-12-30 2023-11-03 Frecnsys Structure de transducteur pour résonateur à accès unique
EP4244984A1 (en) * 2020-11-16 2023-09-20 Qorvo US, Inc. Piezoelectric layer arrangements in acoustic wave devices and related methods
JP2022171054A (ja) * 2021-04-30 2022-11-11 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタ、およびマルチプレクサ
WO2023048144A1 (ja) * 2021-09-21 2023-03-30 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2023181757A1 (ja) * 2022-03-24 2023-09-28 株式会社村田製作所 弾性波装置
CN118041285A (zh) * 2024-03-06 2024-05-14 武汉敏声新技术有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020024271A1 (en) * 2000-07-19 2002-02-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device
CN102130663A (zh) * 2010-01-14 2011-07-20 日本碍子株式会社 复合基板及使用其的弹性波器件
CN104617911A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 太阳诱电株式会社 表面声波器件和滤波器
CN105164919A (zh) * 2013-03-21 2015-12-16 日本碍子株式会社 弹性波元件用复合基板及弹性波元件
CN105811913A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 太阳诱电株式会社 声波器件
US20160373084A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Taiyo Yuden Co., Ltd. Surface acoustic wave device and filter

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3435789B2 (ja) * 1993-03-15 2003-08-11 松下電器産業株式会社 表面弾性波素子
US5446330A (en) 1993-03-15 1995-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device having a lamination structure
JP3485833B2 (ja) * 1999-03-25 2004-01-13 三洋電機株式会社 弾性表面波デバイス
JP3774782B2 (ja) 2003-05-14 2006-05-17 富士通メディアデバイス株式会社 弾性表面波素子の製造方法
JP2005065050A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Seiko Epson Corp 弾性表面波素子、弾性表面波素子の製造方法および電子機器
EP1515436A3 (en) 2003-08-29 2005-08-31 Seiko Epson Corporation Surface acoustic wave element and electronic equipment provided with the element
JP2009206688A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Fujitsu Media Device Kk バランスフィルタ
JP2010187373A (ja) 2009-01-19 2010-08-26 Ngk Insulators Ltd 複合基板及びそれを用いた弾性波デバイス
JP2010251827A (ja) 2009-04-10 2010-11-04 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波素子
WO2011046117A1 (ja) 2009-10-13 2011-04-21 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
KR20110046117A (ko) 2009-10-28 2011-05-04 에스케이 텔레콤주식회사 근거리무선네트워크 기반 방송 송출 시스템 및 그 방법
JP2011254354A (ja) 2010-06-03 2011-12-15 Ngk Insulators Ltd 複合基板及びそれを用いた弾性表面波デバイス
WO2013061926A1 (ja) * 2011-10-24 2013-05-02 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
JP2014156507A (ja) 2013-02-14 2014-08-28 Dic Corp 成形用樹脂組成物及び成形品
KR102094026B1 (ko) 2013-02-19 2020-03-27 엔지케이 인슐레이터 엘티디 복합 기판, 탄성파 디바이스 및 탄성파 디바이스의 제법
EP2833550B1 (en) 2013-03-27 2017-05-10 NGK Insulators, Ltd. Composite substrate and elastic wave device
KR101472107B1 (ko) 2013-04-29 2014-12-12 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 게임 서비스를 제공하는 방법 및 서버
JP6494447B2 (ja) 2015-01-20 2019-04-03 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
US10790277B2 (en) 2015-06-19 2020-09-29 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
JP6494462B2 (ja) 2015-07-29 2019-04-03 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびモジュール
JP6483073B2 (ja) 2015-12-14 2019-03-13 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタおよびデュプレクサ
US10361678B2 (en) 2015-12-14 2019-07-23 Taiyo Yuden Co., Ltd. Acoustic wave resonator, filter, and duplexer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020024271A1 (en) * 2000-07-19 2002-02-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device
CN102130663A (zh) * 2010-01-14 2011-07-20 日本碍子株式会社 复合基板及使用其的弹性波器件
CN105164919A (zh) * 2013-03-21 2015-12-16 日本碍子株式会社 弹性波元件用复合基板及弹性波元件
CN104617911A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 太阳诱电株式会社 表面声波器件和滤波器
CN105811913A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 太阳诱电株式会社 声波器件
US20160373084A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Taiyo Yuden Co., Ltd. Surface acoustic wave device and filter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张亚非等: "《薄膜体声波谐振器的原理、设计与应用》", 31 January 2011, 上海交通大学出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
US10812039B2 (en) 2020-10-20
KR20190001535A (ko) 2019-01-04
KR102140089B1 (ko) 2020-07-31
US20180375491A1 (en) 2018-12-27
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JP7224094B2 (ja) 2023-02-17

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