CN110289827A - 弹性波装置 - Google Patents

弹性波装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110289827A
CN110289827A CN201910207419.7A CN201910207419A CN110289827A CN 110289827 A CN110289827 A CN 110289827A CN 201910207419 A CN201910207419 A CN 201910207419A CN 110289827 A CN110289827 A CN 110289827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon oxide
oxide film
piezoelectric body
body substrate
high velocity
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.)
Granted
Application number
CN201910207419.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110289827B (zh
Inventor
佐治真理
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 CN110289827A publication Critical patent/CN110289827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110289827B publication Critical patent/CN110289827B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02929—Means for compensation or elimination of undesirable effects of ageing changes of characteristics, e.g. electro-acousto-migration
    • 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
    • H03H9/0222—Details of interface-acoustic, boundary, pseudo-acoustic or Stonely wave devices
    • 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
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • 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
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
    • 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
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02866—Means for compensation or elimination of undesirable effects of bulk wave excitation and reflections
    • 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
    • H03H9/14541—Multilayer finger or busbar electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/877—Conductive materials

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

本发明在抑制IDT电极的耐功率性的下降的同时降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。IDT电极(3)形成在压电体基板(2)上。第一氧化硅膜(4)形成在压电体基板(2)上，使得覆盖IDT电极(3)。高声速电介质膜(5)形成在第一氧化硅膜(4)上，使得覆盖第一氧化硅膜(4)。第二氧化硅膜(6)形成在高声速电介质膜(5)上。压电体基板(2)的材料为铌酸锂。在高声速电介质膜(5)中，传播的纵波声速与在第一氧化硅膜(4)传播的纵波声速相比为高速。高声速电介质膜(5)形成于在压电体基板(2)的厚度方向(D1)上距第一主面(21)的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明一般地涉及弹性波装置，更详细地，涉及具备压电体基板以及氧化硅膜的弹性波装置。
背景技术
以往，已知有作为主模而利用瑞利波的弹性波装置(声表面波装置)(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所记载的弹性波装置具备LiNbO3基板、至少包含IDT电极的电极、第一氧化硅膜以及第二氧化硅膜。电极形成在LiNbO3基板上。第一氧化硅膜形成在形成有电极的区域以外的剩余的区域，使得与电极的膜厚相等。第二氧化硅膜形成为覆盖电极以及第一氧化硅膜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/097186号
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的弹性波装置中，存在如下的问题，即，在比瑞利波的反谐振频率靠高频率侧产生成为瑞利波的杂散(spurious)的西沙瓦波。
本发明的目的在于，提供一种能够在抑制IDT电极的耐功率性的下降的同时降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度的弹性波装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方式涉及的弹性波装置作为主模而利用瑞利波。所述弹性波装置具备：压电体基板、IDT电极、第一氧化硅膜、高声速电介质膜以及第二氧化硅膜。所述压电体基板具有主面。所述IDT电极形成在所述压电体基板的所述主面上。所述第一氧化硅膜形成在所述压电体基板上，使得覆盖所述IDT电极。所述高声速电介质膜形成在所述第一氧化硅膜上或所述压电体基板上，使得覆盖所述第一氧化硅膜。在所述高声速电介质膜中，传播的纵波声速与在所述第一氧化硅膜传播的纵波声速相比为高速。所述第二氧化硅膜形成在所述高声速电介质膜上。所述压电体基板的材料为铌酸锂。所述高声速电介质膜与所述IDT电极分离。所述高声速电介质膜形成于在所述压电体基板的厚度方向上距所述主面的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置。t1为所述第一氧化硅膜的厚度，t2为所述第二氧化硅膜的厚度。
本发明的另一个方式涉及的弹性波装置作为主模而利用瑞利波。所述弹性波装置具备压电体基板、IDT电极、第一氧化硅膜、高声速电介质膜以及第二氧化硅膜。所述压电体基板具有主面。所述IDT电极形成在所述压电体基板的所述主面上。所述第一氧化硅膜形成在所述压电体基板上，使得覆盖所述IDT电极。所述高声速电介质膜形成在所述第一氧化硅膜上或所述压电体基板上，使得覆盖所述第一氧化硅膜。所述第二氧化硅膜形成在所述高声速电介质膜上。所述压电体基板的材料为铌酸锂。所述高声速电介质膜与所述IDT电极分离。所述高声速电介质膜形成于在所述压电体基板的厚度方向上距所述主面的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置。t1为所述第一氧化硅膜的厚度，t2为所述第二氧化硅膜的厚度。所述高声速电介质膜包含氮化硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅以及类金刚石碳中的至少一种材料。
发明效果
根据本发明，能够在抑制IDT电极的耐功率性的下降的同时降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。
附图说明
图1A是本发明的实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。图1B是图1A的A-A线剖视图。
图2是本发明的实施方式涉及的弹性波装置中的西沙瓦波的位移图。
图3是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出厚度方向上的位置与西沙瓦波的位移量的关系的曲线图。
图4是本发明的实施方式涉及的弹性波装置中的阻抗的频率特性图。
图5A是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.33λ且压电体基板的欧拉角为(0°，36°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。图5B是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.36λ且压电体基板的欧拉角为(0°，36°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。图5C是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.39λ且压电体基板的欧拉角为(0°，36°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。
图6A是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.33λ且压电体基板的欧拉角为(0°，38°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。图6B是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.36λ且压电体基板的欧拉角为(0°，38°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。图6C是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.39λ且压电体基板的欧拉角为(0°，38°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。
图7A是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.33λ且压电体基板的欧拉角为(0°，40°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。图7B是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.36λ且压电体基板的欧拉角为(0°，40°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。图7C是关于本发明的实施方式涉及的弹性波装置示出氧化硅膜以及高声速电介质膜的厚度为0.39λ且压电体基板的欧拉角为(0°，40°，0°)的情况下的第一氧化硅膜相对于氧化硅膜整体的比例与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。
图8是本发明的实施方式的变形例1涉及的弹性波装置的剖视图。
图9是本发明的实施方式的变形例2涉及的弹性波装置的剖视图。
附图标记说明
1、1A、1B：弹性波装置，2、2A、2B：压电体基板，21、21A、21B：第一主面(主面)，22、22A、22B：第二主面，3、3A、3B：IDT电极，31：第一汇流条，32：第二汇流条，33：第一电极指，34：第二电极指，4、4A、4B：第一氧化硅膜，5、5A、5B：高声速电介质膜，6、6A、6B：第二氧化硅膜，7、7A、7B：氧化硅膜(第一氧化硅膜以及第二氧化硅膜)，D1：第一方向(厚度方向)，D2：第二方向，D3：第三方向，t1：第一氧化硅膜的厚度，t2：第二氧化硅膜的厚度，t3：氧化硅膜的厚度。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式涉及的弹性波装置进行说明。
在以下的实施方式等中参照的图1A、图1B、图2、图8以及图9均为示意性的图，图中的各构成要素的大小、厚度各自之比未必一定反映了实际的尺寸比。
(实施方式)
(1)弹性波装置的整体结构
实施方式涉及的弹性波装置1例如是作为主模而利用瑞利波的声表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)谐振器。如图1A以及图1B所示，弹性波装置1具备压电体基板2、IDT(IDT：Interdigital Transducer，叉指换能器)电极3、第一氧化硅膜4、高声速电介质膜5以及第二氧化硅膜6。在图1A中，对IDT电极3附上了点的阴影，该阴影并不表示剖面，只不过是为了使IDT电极3与压电体基板2的关系易懂而附上的。此外，在图1A中，省略了第一氧化硅膜4、高声速电介质膜5以及第二氧化硅膜6的图示。
压电体基板2的材料例如为铌酸锂(LiNbO3)。压电体基板2具有第一主面(主面)21。IDT电极3形成在压电体基板2的第一主面21上。在此所说的“第一主面(主面)”，是指在压电体基板2中面积最大的面。
第一氧化硅膜4形成在压电体基板2上，使得覆盖IDT电极3。如图1B所示，高声速电介质膜5形成在第一氧化硅膜4上，使得覆盖第一氧化硅膜4。第二氧化硅膜6形成在高声速电介质膜5上。如图1B所示，高声速电介质膜5设置在隔着第一氧化硅膜4与IDT电极3分离的位置，使得不与IDT电极3接触。
(2)弹性波装置的各构成要素
(2.1)压电体基板
压电体基板2例如是Γ°Y切割X传播铌酸锂(LiNbO3)单晶。Γ°Y切割X传播铌酸锂单晶是在将铌酸锂单晶的三个晶轴设为X轴、Y轴、Z轴的情况下用将以X轴为中心从Y轴向Z轴方向旋转了Γ°的轴作为法线的面切断的铌酸锂单晶，且是声表面波在X轴方向上传播的单晶。Γ°例如为38°。若将切割角设为Γ并将压电体基板2的欧拉角设为则压电体基板2的切割角为Γ＝θ+90。其中，Γ与Γ±180×n意义相同(在晶体学上是等效的)。
压电体基板2的切割角Γ并不限于38°，例如，只要是36°～40°内的值即可。压电体基板2具有在沿着厚度方向的第一方向D1(以下，也称为“厚度方向D1”)上相互背对(彼此位于相反侧)的第一主面21以及第二主面22。
(2.2)IDT电极
IDT电极3能够由Al、Cu、Pt、Au、Ag、Ti、Ni、Cr、Mo、W或以这些金属中的任一者为主体的合金等适当的金属材料形成。此外，IDT电极3也可以具有将由这些金属或合金构成的多个金属膜进行了层叠的构造。IDT电极3例如是层叠了铂(Pt)和铝(Al)的构造。在将由IDT电极3的电极指周期决定的弹性波的波长设为λ的情况下，铂层的厚度例如为0.02λ，铝层的厚度例如为0.03λ。
IDT电极3形成在压电体基板2上。详细地，IDT电极3形成在压电体基板2的第一主面21上。如图1A所示，IDT电极3包含第一汇流条31、第二汇流条32、多个(在图示例子中为两个)第一电极指33以及多个(在图示例中为三个)第二电极指34。
第一汇流条31以及第二汇流条32是将与压电体基板2的厚度方向(第一方向)D1正交的第二方向D2作为长边方向的长条状。在IDT电极3中，第一汇流条31和第二汇流条32在与第一方向D1和第二方向D2的双方正交的第三方向D3上相互对置。也就是说，第二汇流条32在第三方向D3上与第一汇流条31对置。
多个第一电极指33与第一汇流条31连接，并朝向第二汇流条32延伸。也就是说，多个第一电极指33从第一汇流条31起沿着第三方向D3延伸。多个第一电极指33各自的前端与第二汇流条32分离。关于多个第一电极指33，例如，彼此的长度以及宽度相同。
多个第二电极指34与第二汇流条32连接，并朝向第一汇流条31延伸。也就是说，多个第二电极指34从第二汇流条32起沿着第三方向D3延伸。多个第二电极指34各自的前端与第一汇流条31分离。关于多个第二电极指34，例如，彼此的长度以及宽度相同。在图1A中，多个第二电极指34的长度以及宽度与多个第一电极指33的长度以及宽度分别相同。
在IDT电极3中，多个第一电极指33和多个第二电极指34在第二方向D2上一根一根交替地相互隔离地排列。因此，在第一汇流条31的长边方向(第二方向D2)上相邻的第一电极指33和第二电极指34分离。
关于包含多个第一电极指33和多个第二电极指34的一组电极指，只要是多个第一电极指33和多个第二电极指34在第二方向D2上隔离地排列的结构即可，也可以是多个第一电极指33和多个第二电极指34未交替地相互隔离地排列的结构。例如，也可以混合存在第一电极指33与第二电极指34一根一根隔离地排列的区域和第一电极指33或第二电极指34在第二方向D2上排列有两个的区域。IDT电极3中的多个第一电极指33以及多个第二电极指34各自的数目没有特别限定。
(2.3)第一氧化硅膜以及第二氧化硅膜
第一氧化硅膜4以及第二氧化硅膜6例如是包含二氧化硅(SiO2)的电介质膜。如图1B所示，第一氧化硅膜4形成在压电体基板2上，使得覆盖IDT电极3。详细地，第一氧化硅膜4形成在压电体基板2的第一主面21上，使得覆盖IDT电极3。所谓“覆盖IDT电极3”，是指覆盖IDT电极3的整体而使得第一氧化硅膜4以外的其它膜不与IDT电极3接触的状态。第二氧化硅膜6形成在高声速电介质膜5上。第一氧化硅膜4的厚度t1例如为0.06λ，第二氧化硅膜6的厚度t2例如为0.29λ。因此，包含第一氧化硅膜4以及第二氧化硅膜6的氧化硅膜(以下，也称为“氧化硅膜7”)整体的厚度t3为0.35λ。
可是，作为压电体基板2的材料的铌酸锂的线膨胀系数大。对此，像实施方式涉及的弹性波装置1那样，通过在压电体基板2上形成具有与铌酸锂相反的线膨胀系数的氧化硅膜7(第一氧化硅膜4以及第二氧化硅膜6)，从而能够使频率温度特性提高。在该情况下，氧化硅膜7的厚度变得越厚，频率温度特性变得越好，但是存在如下问题，即，成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度变大。也就是说，频率温度特性与西沙瓦波的强度处于顾此失彼的关系。
(2.4)高声速电介质膜
高声速电介质膜5例如为包含氮化硅的电介质膜。如图1B所示，高声速电介质膜5形成在第一氧化硅膜4上，使得覆盖第一氧化硅膜4。详细地，高声速电介质膜5沿着第一氧化硅膜4中的与压电体基板2侧的第二主面相反侧的第一主面形成。高声速电介质膜5的厚度例如为0.03λ。在高声速电介质膜5中，传播的纵波声速与在第一氧化硅膜4传播的纵波声速相比为高速。
可是，如图1B所示，高声速电介质膜5优选配置在压电体基板2的第一主面21与距第一主面21的距离为t3的0.42倍的位置之间。换言之，高声速电介质膜5优选形成于在压电体基板2的厚度方向(第一方向)D1上距第一主面21的距离为t3×0.42以下的位置。在此，t3是氧化硅膜7的厚度，是第一氧化硅膜4的厚度t1与第二氧化硅膜6的厚度t2之和。根据该结构，能够在使频率温度特性变好的同时减小西沙瓦波的强度。
(3)弹性波装置的特性
(3.1)实施例1
(3.1.1)分析结果
图2是示出实施方式涉及的弹性波装置1中的西沙瓦波的位移分布的仿真结果。图2的实线表示未激励西沙瓦波的情况下的元件的位移的状态，图2的双点划线表示激励了西沙瓦波的情况下的某一时刻的元件的位移的状态。图3是示出实施方式涉及的弹性波装置1中的厚度方向(第一方向D1)上的位置与西沙瓦波的位移量的关系的曲线图。图3中的位置0.0是压电体基板2的第一主面21的位置，位置1.0是第二氧化硅膜6中的与压电体基板2相反侧的面的位置。此外，在图3中，用实线示出氧化硅膜7的厚度t3为0.30λ的情况，用虚线示出厚度t3为0.33λ的情况，用单点划线示出厚度t3为0.36λ的情况。
根据图2可知，在第二氧化硅膜6的上述面的附近，如双点划线a1所示，西沙瓦波在作为压电体基板2的厚度方向的第一方向D1上振动。另一方面，可知在形成于压电体基板2的第一主面21上的IDT电极3的附近，如双点划线a2所示，西沙瓦波在作为弹性波的传播方向的第二方向D2上振动。
根据图3可知，无论氧化硅膜7的厚度t3为0.30λ，0.33λ以及0.36λ中的哪一个，在距压电体基板2的第一主面21的距离为厚度t3的0.42倍的位置处，西沙瓦波的位移量都大致成为0nm。也就是说，可认为，在距压电体基板2的第一主面21的距离为氧化硅膜7的厚度t3的0.42倍的位置处，产生了位移方向的变化。
而且，根据图2以及图3，可认为，在比距压电体基板2的第一主面21的距离为氧化硅膜7的厚度t3的0.42倍的位置靠压电体基板2侧的区域中，西沙瓦波在弹性波的传播方向(第二方向D2)上振动。即，可认为，在比距压电体基板2的第一主面21的距离为氧化硅膜7的厚度t3的0.42倍的位置靠压电体基板2侧的区域中，成为纵波的振动。
一般来说，在纵波声速快的介质中传播的纵波的声速变快。因此，通过在进行纵波的振动的区域设置纵波声速快的介质，从而能够加快在上述区域内传播的西沙瓦波的声速。在实施方式涉及的弹性波装置1中，如图1B所示，在比距压电体基板2的第一主面21的距离为氧化硅膜7的厚度t3(＝t1+t2)的0.42倍的位置靠压电体基板2侧，设置有高声速电介质膜5。其结果是，与未设置高声速电介质膜5的情况相比较，能够加快西沙瓦波的声速。
可是，也可以考虑在图1B所示的弹性波装置1中没有第一氧化硅膜4的构造。在该情况下，IDT电极3被高声速电介质膜5覆盖。也就是说，高声速电介质膜5与IDT电极3接触。在该构造中，因为高声速电介质膜5与IDT电极3的第一电极指33以及第二电极指34接触，所以能够加快西沙瓦波的声速，但是存在第一电极指33以及第二电极指34的耐功率性下降这样的问题。因此，优选IDT电极3被第一氧化硅膜4覆盖，使得高声速电介质膜5不与IDT电极3接触。换言之，高声速电介质膜5优选隔着第一氧化硅膜4与IDT电极3在物理上分离，使得不与IDT电极3接触。
(3.1.2)频率特性
图4是示出实施方式涉及的弹性波装置1中的西沙瓦波的阻抗的频率特性的曲线图。在图4中，用虚线示出未设置高声速电介质膜5的情况下的阻抗的频率特性，用实线示出设置有高声速电介质膜5的情况下的阻抗的频率特性。
根据图4可知，在设置有高声速电介质膜5的情况下，与未设置高声速电介质膜5的情况相比较，西沙瓦波的声速变快，由此，西沙瓦波的强度变小。也就是说，根据实施方式涉及的弹性波装置1，能够在抑制IDT电极3的耐功率性的下降的同时降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。
(3.2)实施例2
图5A～图7C是示出在实施方式涉及的弹性波装置1中第一氧化硅膜4的厚度t1相对于氧化硅膜7的厚度t3的比例(比率)与西沙瓦波的声速的关系的曲线图。在图5A～图5C中，压电体基板2的切割角Γ为36°，在图6A～图6C中，压电体基板2的切割角Γ为38°，在图7A～图7C中，压电体基板2的切割角Γ为40°。在图5A、图6A以及图7A中，氧化硅膜7的厚度t3为0.30λ，在图5B、图6B以及图7B中，氧化硅膜7的厚度t3为0.33λ，在图5C、图6C以及图7C中，氧化硅膜7的厚度t3为0.36λ。此外，图5A～图7C中的“×标记”是未设置高声速电介质膜5的情况下的西沙瓦波的声速。在此，与实施方式同样地，氧化硅膜7的厚度t3为第一氧化硅膜4的厚度t1与第二氧化硅膜6的厚度t2之和。
根据图5A～图7C可知，在第一氧化硅膜4的厚度t1相对于氧化硅膜7的厚度t3的比例为0.42以下的情况下，与未设置高声速电介质膜5的情况(图中的“×标记”)相比较，西沙瓦波的声速变快。此外，可知在第一氧化硅膜4的厚度t1相对于氧化硅膜7的厚度t3的比例大于0.42的情况下，与未设置高声速电介质膜5的情况相比较，西沙瓦波的声速变慢。
根据实施方式涉及的弹性波装置1，通过对第一氧化硅膜4的厚度t1以及第二氧化硅膜6的厚度t2分别进行设计，使得第一氧化硅膜4的厚度t1相对于氧化硅膜7的厚度t3的比例成为0.42以下，从而能够降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。
如上所述，压电体基板2的切割角Γ并不限于38°，也可以是36°，还可以是40°。也就是说，只要压电体基板2的切割角Γ为36°以上且40°以下，就能够作为主模而利用瑞利波。
(4)效果
在实施方式涉及的弹性波装置1中，如上所述，在比距压电体基板2的第一主面21的距离为作为第一氧化硅膜4的厚度t1与第二氧化硅膜6的厚度t2之和的氧化硅膜7的厚度t3的0.42倍的位置靠压电体基板2侧的区域，设置有高声速电介质膜5。因此，与未设置高声速电介质膜5的情况相比较，能够加快在上述区域内传播的西沙瓦波的声速，其结果是，能够减小西沙瓦波的强度。换言之，根据实施方式涉及的弹性波装置1，能够降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度(大小)。
此外，在实施方式涉及的弹性波装置1中，如上所述，高声速电介质膜5隔着第一氧化硅膜4与IDT电极3在物理上分离。因此，能够抑制由于高声速电介质膜5与IDT电极3的电极指(第一电极指33以及第二电极指34)接触而造成的电极指的耐功率性的下降。
(5)变形例
实施方式只不过是本发明的各种各样的实施方式之一。只要能够达到本发明的目的，实施方式能够根据设计等进行各种变更。以下，列举实施方式的变形例。以下说明的变形例能够适当地组合而进行应用。
(5.1)变形例1
参照图8对实施方式的变形例1涉及的弹性波装置1A进行说明。
如图8所示，变形例1涉及的弹性波装置1A具备压电体基板2A、IDT电极3A、第一氧化硅膜4A、高声速电介质膜5A以及第二氧化硅膜6A。另外，关于压电体基板2A、IDT电极3A、第一氧化硅膜4A以及第二氧化硅膜6A，与实施方式涉及的弹性波装置1的压电体基板2、IDT电极3、第一氧化硅膜4以及第二氧化硅膜6是同样的，在此省略详细的说明。
如图8所示，从IDT电极3的电极指(第一电极指33以及第二电极指34)的长边方向(与纸面垂直的方向)观察，高声速电介质膜5A形成为沿着IDT电极3的形状。详细地，高声速电介质膜5A在压电体基板2A的厚度方向(第一方向)D1上形成为凹凸形状。更详细地，高声速电介质膜5A为如下形状，即，在压电体基板2A的厚度方向D1上，在与IDT电极3A的电极指对应的位置，变得向与压电体基板2A相反侧凸，在IDT电极3A的电极指间，变得向压电体基板2A侧凸。在该情况下，高声速电介质膜5A也隔着第一氧化硅膜4A与IDT电极3A在物理上分离，使得不与IDT电极3A接触(参照图8)。
在该结构中，也能够通过在比距压电体基板2A的第一主面21A的距离为氧化硅膜7A的厚度t3的0.42倍的位置靠压电体基板2A侧的区域设置高声速电介质膜5A，从而减小在上述区域内传播的西沙瓦波的强度。也就是说，根据变形例1涉及的弹性波装置1A，能够降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。在此，与实施方式同样地，氧化硅膜7A的厚度t3为第一氧化硅膜4A的厚度t1与第二氧化硅膜6A的厚度t2之和。
(5.2)变形例2
参照图9对实施方式的变形例2涉及的弹性波装置1B进行说明。
如图9所示，变形例2涉及的弹性波装置1B具备压电体基板2B、IDT电极3B、第一氧化硅膜4B、高声速电介质膜5B以及第二氧化硅膜6B。另外，关于压电体基板2B、IDT电极3B、第一氧化硅膜4B以及第二氧化硅膜6B，与实施方式涉及的弹性波装置1的压电体基板2、IDT电极3、第一氧化硅膜4以及第二氧化硅膜6是同样的，在此省略详细的说明。
如图9所示，高声速电介质膜5B形成在压电体基板2B上，使得覆盖第一氧化硅膜4B。详细地，高声速电介质膜5B在与IDT电极3B的多个电极指对应的位置向与压电体基板2B相反侧突出，在比多个电极指靠外侧的位置与压电体基板2B接触。在该情况下，高声速电介质膜5B也隔着第一氧化硅膜4B与IDT电极3B在物理上分离，使得不与IDT电极3B接触(参照图9)。
在该结构中，也能够通过在比距压电体基板2B的第一主面21B的距离为氧化硅膜7B的厚度t3的0.42倍的位置靠压电体基板2B侧的区域设置高声速电介质膜5B，从而减小在上述区域内传播的西沙瓦波的强度。也就是说，根据变形例2涉及的弹性波装置1B，能够降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。在此，与实施方式同样地，氧化硅膜7B的厚度t3为第一氧化硅膜4B的厚度t1与第二氧化硅膜6B的厚度t2之和。
(5.3)其它变形例
以下，列举实施方式以及变形例1、2以外的其它变形例。
在实施方式以及变形例1、2中，例示了高声速电介质膜5、5A、5B为包含氮化硅的电介质膜的情况。对此，高声速电介质膜5、5A、5B只要是包含氮化硅、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)以及类金刚石碳(DLC)中的至少一种材料的电介质膜即可。
在实施方式以及变形例1、2中，例示了高声速电介质膜5、5A、5B的厚度为0.03λ的情况。在此，在高声速电介质膜5、5A、5B的厚度不足0.005λ的情况下，不能通过高声速电介质膜5来加快成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的声速，不能减小西沙瓦波的强度。此外，在高声速电介质膜5、5A、5B的厚度为0.05λ以上的情况下，高声速电介质膜5、5A、5B的应力会变大。因此，高声速电介质膜5、5A、5B的厚度优选为0.005λ以上且不足0.05λ。
在第二氧化硅膜6、6A、6B上，也可以形成有氧化硅膜以外的其它膜。
(总结)
根据以上说明的实施方式等，公开了以下的方式。
第一方式涉及的弹性波装置(1；1A；1B)作为主模而利用瑞利波。弹性波装置(1；1A；1B)具备压电体基板(2；2A；2B)、IDT电极(3；3A；3B)、第一氧化硅膜(4；4A；4B)、高声速电介质膜(5；5A；5B)以及第二氧化硅膜(6；6A；6B)。压电体基板(2；2A；2B)具有第一主面(21；21A；21B)。IDT电极(3；3A；3B)形成在压电体基板(2；2A；2B)的第一主面(21；21A；21B)上。第一氧化硅膜(4；4A；4B)形成在压电体基板(2；2A；2B)上，使得覆盖IDT电极(3；3A；3B)。高声速电介质膜(5；5A；5B)形成在第一氧化硅膜(4；4A；4B)上或压电体基板(2；2A；2B)上，使得覆盖第一氧化硅膜(4；4A；4B)。在高声速电介质膜(5；5A；5B)中，传播的纵波声速与在第一氧化硅膜(4；4A；4B)传播的纵波声速相比为高速。第二氧化硅膜(6；6A；6B)形成在高声速电介质膜(5；5A；5B)上。压电体基板(2；2A；2B)的材料为铌酸锂。高声速电介质膜(5；5A；5B)与IDT电极(3；3A；3B)分离。高声速电介质膜(5；5A；5B)形成于在压电体基板(2；2A；2B)的厚度方向(D1)上距第一主面(21；21A；21B)的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置。t1为第一氧化硅膜(4；4A；4B)的厚度，t2为第二氧化硅膜(6；6A；6B)的厚度。
根据第一方式，能够在抑制IDT电极(3；3A；3B)的耐功率性的下降的同时降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。
第二方式涉及的弹性波装置(1；1A；1B)作为主模而利用瑞利波。弹性波装置(1；1A；1B)具备压电体基板(2；2A；2B)、IDT电极(3；3A；3B)、第一氧化硅膜(4；4A；4B)、高声速电介质膜(5；5A；5B)以及第二氧化硅膜(6；6A；6B)。压电体基板(2；2A；2B)具有第一主面(21；21A；21B)。IDT电极(3；3A；3B)形成在压电体基板(2；2A；2B)的第一主面(21；21A；21B)上。第一氧化硅膜(4；4A；4B)形成在压电体基板(2；2A；2B)上，使得覆盖IDT电极(3；3A；3B)。高声速电介质膜(5；5A；5B)形成在第一氧化硅膜(4；4A；4B)上或压电体基板(2；2A；2B)上，使得覆盖第一氧化硅膜(4；4A；4B)。第二氧化硅膜(6；6Ai6B)形成在高声速电介质膜(5；5A；5B)上。压电体基板(2；2A；2B)的材料为铌酸锂。高声速电介质膜(5；5A；5B)与IDT电极(3；3A；3B)分离。高声速电介质膜(5；5A；5B)形成于在压电体基板(2；2A；2B)的厚度方向(D1)上距第一主面(21；21A；21B)的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置。t1为第一氧化硅膜(4；4A；4B)的厚度，t2为第二氧化硅膜(6；6A；6B)的厚度。高声速电介质膜(5；5A；5B)包含氮化硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅以及类金刚石碳中的至少一种材料。
根据第二方式，能够在抑制IDT电极(3；3A；3B)的耐功率性的下降的同时降低成为瑞利波的杂散的西沙瓦波的强度。

Claims (2)

1.一种弹性波装置，作为主模而利用瑞利波，具备：
压电体基板，具有主面；
IDT电极，形成在所述压电体基板的所述主面上；
第一氧化硅膜，形成在所述压电体基板上，使得覆盖所述IDT电极；
高声速电介质膜，形成在所述第一氧化硅膜上或所述压电体基板上，使得覆盖所述第一氧化硅膜，传播的纵波声速与在所述第一氧化硅膜传播的纵波声速相比为高速；以及
第二氧化硅膜，形成在所述高声速电介质膜上，
所述压电体基板的材料为铌酸锂，
所述高声速电介质膜与所述IDT电极分离，且在将所述第一氧化硅膜的厚度设为t1并将所述第二氧化硅膜的厚度设为t2的情况下，所述高声速电介质膜形成于在所述压电体基板的厚度方向上距所述主面的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置。
2.一种弹性波装置，作为主模而利用瑞利波，具备：
压电体基板，具有主面；
IDT电极，形成在所述压电体基板的所述主面上；
第一氧化硅膜，形成在所述压电体基板上，使得覆盖所述IDT电极；
高声速电介质膜，形成在所述第一氧化硅膜上或所述压电体基板上，使得覆盖所述第一氧化硅膜；以及
第二氧化硅膜，形成在所述高声速电介质膜上，
所述压电体基板的材料为铌酸锂，
所述高声速电介质膜与所述IDT电极分离，且在将所述第一氧化硅膜的厚度设为t1并将所述第二氧化硅膜的厚度设为t2的情况下，所述高声速电介质膜形成于在所述压电体基板的厚度方向上距所述主面的距离为(t1+t2)×0.42以下的位置，
所述高声速电介质膜包含氮化硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅以及类金刚石碳中的至少一种材料。
CN201910207419.7A 2018-03-19 2019-03-18 弹性波装置 Active CN110289827B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-050602 2018-03-19
JP2018050602A JP6812998B2 (ja) 2018-03-19 2018-03-19 弾性波装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110289827A true CN110289827A (zh) 2019-09-27
CN110289827B CN110289827B (zh) 2023-03-14

Family

ID=67906242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910207419.7A Active CN110289827B (zh) 2018-03-19 2019-03-18 弹性波装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11476830B2 (zh)
JP (1) JP6812998B2 (zh)
KR (1) KR102205855B1 (zh)
CN (1) CN110289827B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9698756B2 (en) 2014-12-24 2017-07-04 Qorvo Us, Inc. Acoustic RF resonator parallel capacitance compensation
US10581156B2 (en) 2016-05-04 2020-03-03 Qorvo Us, Inc. Compensation circuit to mitigate antenna-to-antenna coupling
US10581403B2 (en) 2016-07-11 2020-03-03 Qorvo Us, Inc. Device having a titanium-alloyed surface
US11050412B2 (en) 2016-09-09 2021-06-29 Qorvo Us, Inc. Acoustic filter using acoustic coupling
US11165413B2 (en) 2017-01-30 2021-11-02 Qorvo Us, Inc. Coupled resonator structure
US11165412B2 (en) 2017-01-30 2021-11-02 Qorvo Us, Inc. Zero-output coupled resonator filter and related radio frequency filter circuit
US10873318B2 (en) 2017-06-08 2020-12-22 Qorvo Us, Inc. Filter circuits having acoustic wave resonators in a transversal configuration
US11152913B2 (en) 2018-03-28 2021-10-19 Qorvo Us, Inc. Bulk acoustic wave (BAW) resonator
CN110601677A (zh) * 2018-06-13 2019-12-20 天工方案公司 铌酸锂滤波器中添加高速层的杂散剪切水平模式频率控制
US11146247B2 (en) 2019-07-25 2021-10-12 Qorvo Us, Inc. Stacked crystal filter structures
US11757430B2 (en) 2020-01-07 2023-09-12 Qorvo Us, Inc. Acoustic filter circuit for noise suppression outside resonance frequency
US11146245B2 (en) 2020-01-13 2021-10-12 Qorvo Us, Inc. Mode suppression in acoustic resonators
US11146246B2 (en) 2020-01-13 2021-10-12 Qorvo Us, Inc. Phase shift structures for acoustic resonators
US11632097B2 (en) 2020-11-04 2023-04-18 Qorvo Us, Inc. Coupled resonator filter device
US11575363B2 (en) 2021-01-19 2023-02-07 Qorvo Us, Inc. Hybrid bulk acoustic wave filter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011166259A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置
WO2011105317A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法
CN103262410A (zh) * 2010-12-24 2013-08-21 株式会社村田制作所 弹性波装置及其制造方法
CN104641555A (zh) * 2012-07-30 2015-05-20 天工松下滤波方案日本有限公司 弹性波器件和使用弹性波器件的天线双工器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1988630A4 (en) 2006-02-20 2010-03-24 Murata Manufacturing Co ELASTIC SURFACE WAVING DEVICE
WO2007138840A1 (ja) * 2006-05-30 2007-12-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性境界波装置
JP4692629B2 (ja) * 2006-05-30 2011-06-01 株式会社村田製作所 弾性波装置
JP2011061743A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Japan Radio Co Ltd 弾性表面波素子
JP5874738B2 (ja) 2011-12-01 2016-03-02 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
WO2015156232A1 (ja) 2014-04-11 2015-10-15 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置
WO2017068835A1 (ja) 2015-10-23 2017-04-27 株式会社村田製作所 弾性波装置
US20180041186A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-08 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Surface acoustic wave elements with protective films

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011166259A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置
WO2011105317A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法
JP2011182117A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Taiyo Yuden Co Ltd 弾性波デバイスおよびその製造方法
CN103262410A (zh) * 2010-12-24 2013-08-21 株式会社村田制作所 弹性波装置及其制造方法
CN104641555A (zh) * 2012-07-30 2015-05-20 天工松下滤波方案日本有限公司 弹性波器件和使用弹性波器件的天线双工器

Also Published As

Publication number Publication date
US11476830B2 (en) 2022-10-18
KR20190110020A (ko) 2019-09-27
CN110289827B (zh) 2023-03-14
JP6812998B2 (ja) 2021-01-13
KR102205855B1 (ko) 2021-01-21
JP2019165284A (ja) 2019-09-26
US20190288664A1 (en) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110289827A (zh) 弹性波装置
CN111200415B (zh) 声表面波器件
KR102156247B1 (ko) 탄성파 장치
JP4178328B2 (ja) 弾性境界波装置
WO2013172251A1 (ja) 弾性表面波装置
WO2007108269A1 (ja) 弾性波共振子
CN110024286A (zh) 弹性波装置、前端电路以及通信装置
JP7176622B2 (ja) 弾性波装置
KR102306238B1 (ko) 탄성파 장치
JP2015073207A (ja) 弾性波共振器
CN112054780B (zh) 弹性波装置
JPWO2019022236A1 (ja) 弾性波装置、分波器および通信装置
JPWO2009139108A1 (ja) 弾性境界波装置
KR20200112663A (ko) 탄성파 장치
JPWO2010079575A1 (ja) 弾性境界波装置
JP7120441B2 (ja) 弾性波装置
CN115668766A (zh) 弹性波装置
US20220224305A1 (en) Acoustic wave device
JP6276354B2 (ja) インタデジタルトランスデューサ
WO2023033032A1 (ja) 弾性波素子、分波器および通信装置
CN117730481A (zh) 弹性波装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant