CN111149294B - 弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性。第1IDT电极(7A)以及第2IDT电极(7B)通过相互共有的公共汇流条(70)而相互串联连接。关于第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)各自,至少一个高声阻抗层(41)以及至少一个低声阻抗层的至少一个为导电层。第1声阻抗层(4A)中的导电层的至少一部分和第2声阻抗层(4B)中的导电层的至少一部分在从压电体层(5)的厚度方向的俯视下不与公共汇流条(70)重复。第1声阻抗层(4A)中的导电层和第2声阻抗层(4B)中的导电层被电绝缘。
Description
技术领域
本发明普遍涉及弹性波装置,更详细地,涉及具备压电体层的弹性波装置。
背景技术
以往,作为弹性波装置,已知有使用了板波的弹性波装置(例如,参照专利文献1)。
在专利文献1记载的弹性波装置具备:支承基板、声反射层(声阻抗层)、压电体层、和IDT(Interdigital Transducer,叉指换能器)电极。
在专利文献1记载的弹性波装置的声反射层具有:低声阻抗层、和声阻抗比低声阻抗层高的高声阻抗层。
在专利文献1记载了如下的主旨,即,为了在声反射层中使弹性波高效地反射,希望高声阻抗层的声阻抗与低声阻抗层的声阻抗之比即声阻抗比大。此外,在专利文献1,作为声阻抗比最大的材料的组合,公开了W(钨)和SiO2(氧化硅)的组合。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/086441号
发明内容
发明要解决的课题
在具备IDT电极的弹性波装置的领域中,希望在维持良好的频率特性的同时进一步提高耐电力性。
本发明的目的在于,提供一种能够在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性的弹性波装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式涉及的弹性波装置具备:基板、第1声阻抗层以及第2声阻抗层、压电体层、第1IDT电极、和第2IDT电极。所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层形成在所述基板上。所述压电体层形成在所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层上。所述第1IDT电极形成在所述压电体层上,在从所述压电体层的厚度方向的俯视下,一部分与所述第1声阻抗层重复。所述第2IDT电极形成在所述压电体层上,在从所述厚度方向的俯视下,一部分与所述第2声阻抗层重复。所述第1IDT电极以及所述第2IDT电极通过相互共有的公共汇流条而相互串联连接。所述第1IDT电极包含:相互对置的第1汇流条以及所述公共汇流条、与所述第1汇流条连接且朝向所述公共汇流条延伸的多个电极指、和与所述公共汇流条连接且朝向所述第1汇流条延伸的多个电极指。所述第2IDT电极包含:相互对置的所述公共汇流条以及第2汇流条、与所述公共汇流条连接且朝向所述第2汇流条延伸的多个电极指、和与所述第2汇流条连接且朝向所述公共汇流条延伸的多个电极指。所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层各自具有:至少一个高声阻抗层、和声阻抗比所述至少一个高声阻抗层低的至少一个低声阻抗层。关于所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层各自,所述至少一个高声阻抗层以及所述至少一个低声阻抗层的至少一个为导电层。所述第1声阻抗层中的所述导电层的至少一部分和所述第2声阻抗层中的所述导电层的至少一部分在从所述厚度方向的俯视下不与所述公共汇流条重复。所述第1声阻抗层中的所述导电层和所述第2声阻抗层中的所述导电层被电绝缘。
发明效果
在本发明的一个方式涉及的弹性波装置中,能够在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
图2涉及同上的弹性波装置,是图1的A-A线剖视图。
图3是比较例1涉及的弹性波装置的俯视图。
图4涉及同上的弹性波装置,是图3的A-A线剖视图。
图5是本发明的一实施方式涉及的弹性波装置以及比较例1涉及的弹性波装置各自的阻抗的频率特性图。
图6是本发明的一实施方式的变形例1涉及的弹性波装置的俯视图。
图7是同上的弹性波装置的等效电路图。
图8是本发明的一实施方式的变形例2涉及的弹性波装置的俯视图。
图9涉及同上的弹性波装置,是图8的A-A线剖视图。
图10是比较例2涉及的弹性波装置的俯视图。
图11涉及同上的弹性波装置,是图10的A-A线剖视图。
图12是本发明的一实施方式的变形例2涉及的弹性波装置以及比较例2涉及的弹性波装置各自的阻抗的频率特性图。
图13是本发明的一实施方式的变形例3涉及的弹性波装置的一部分切除后的俯视图。
图14是本发明的一实施方式的变形例4涉及的弹性波装置的一部分切除后的俯视图。
图15是本发明的一实施方式的变形例5涉及的弹性波装置的剖视图。
图16是本发明的一实施方式的变形例6涉及的弹性波装置的一部分切除后的俯视图。
图17是本发明的一实施方式的变形例7涉及的弹性波装置的一部分切除后的俯视图。
图18是本发明的一实施方式的变形例8涉及的弹性波装置的一部分切除后的俯视图。
图19是本发明的一实施方式的变形例9涉及的弹性波装置的一部分切除后的俯视图。
图20是本发明的一实施方式的变形例10涉及的弹性波装置的剖视图。
图21是本发明的一实施方式的变形例11涉及的弹性波装置的一部分切除后的剖视图。
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1~4、6~11、13~21均为示意性的图,图中的各构成要素的大小、厚度各自之比不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
以下,参照附图对实施方式涉及的弹性波装置1进行说明。
实施方式涉及的弹性波装置1是利用板波的弹性波装置。如图1以及2所示,弹性波装置1具备:基板2、第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B、压电体层5、和第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B。第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B形成在基板2上。压电体层5形成在第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B上。第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B形成在压电体层5上。即,在弹性波装置1中,包含第1IDT电极7A和第2IDT电极7B的功能电极6形成在压电体层5上。
第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B通过相互共有的公共汇流条70而相互串联连接。第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B在与基板2的厚度方向D1(以下,也称为第1方向D1)正交的第2方向D2上排列。以下,将与第1方向D1和第2方向D2正交的方向称为第3方向D3。第3方向D3是沿着弹性波(在本实施方式中为板波)的传播方向的方向。
此外,弹性波装置1还具备:在第3方向D3上在第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B各自的一侧各配置有一个的两个反射器9、和在另一侧各配置有一个的两个反射器10。在图1中,对第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10标注有点的影线,但这些影线并不表示剖面,只不过为了使第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10与第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B的关系容易理解而标注。
(2)弹性波装置的各构成要素
其次,参照附图对弹性波装置1的各构成要素进行说明。
(2.1)基板
如图2所示,基板2对包含第1声阻抗层4A、第2声阻抗层4B、压电体层5、第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B的层叠体进行支承。以下,将层叠体之中的包含第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B且介于基板2与压电体层5之间的层称为中间层3。基板2具有在其厚度方向D1上彼此处于相反侧的第1主面21以及第2主面22。第1主面21以及第2主面22相互背对。基板2的俯视形状(从厚度方向D1观察基板2时的外周形状)为长方形状,但并不限于长方形状,例如也可以为正方形状。基板2例如为硅基板。基板2的厚度适宜为10λ(λ:由电极指间距即2×T1决定的弹性波的波长)μm以上且180μm以下。例如,也可以设为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm等的任意的厚度。此外,也可以在硅基板的压电体层5侧的面形成有凹凸。由此,在弹性波装置1中,无用波散射,能够减小无用波。凹凸的高低差优选为1/4λ以下。凹凸的轮廓形状从三角形、圆弧、矩形等适当选择。硅基板的电阻率例如为100Ωcm以上,优选为1000Ωcm以上,更优选为4000Ωcm以上。硅基板的压电体层5侧的面方位例如能够使用(100)面、(111)面、(110)面、(551)面。在此,弹性波的传播方位能够不受硅基板的面方位制约地设定。
(2.2)第1声阻抗层以及第2声阻抗层
如图2所示,第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B形成在基板2的第1主面21上。第1声阻抗层4A在基板2的厚度方向D1上与第1IDT电极7A对置。第2声阻抗层4B在基板2的厚度方向D1上与第2IDT电极7B对置。第1声阻抗层4A具有抑制由第1IDT电极7A激励的弹性波泄漏到基板2的功能。第2声阻抗层4B具有抑制由第2IDT电极7B激励的弹性波泄漏到基板2的功能。此外,弹性波装置1还具备在基板2上介于第1声阻抗层4A与第2声阻抗层4B之间的绝缘层30。绝缘层30形成在基板2上。绝缘层30包含于上述的层叠体。第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自具有多个(三个)低声阻抗层42和多个(两个)高声阻抗层41在厚度方向D1上每隔一层交替排列的层叠构造。低声阻抗层42的声阻抗比高声阻抗层41的声阻抗低。
第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B介于基板2与压电体层5之间。以下,为了便于说明,在第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自中,有时也按距基板2的第1主面21从近到远的顺序将两个高声阻抗层41称为高声阻抗层411、高声阻抗层412。此外,有时也按距基板2的第1主面21从近到远的顺序将三个低声阻抗层42称为低声阻抗层420、低声阻抗层421、低声阻抗层422。
在第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自中,从基板2侧起,依次排列低声阻抗层420、高声阻抗层411、低声阻抗层421、高声阻抗层412以及低声阻抗层422。因此,第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自能够在低声阻抗层422与高声阻抗层412的界面、低声阻抗层421与高声阻抗层411的界面、以及高声阻抗层411与低声阻抗层420的界面分别反射来自压电体层5的弹性波(板波)。在本实施方式中,绝缘层30是在介于基板2与压电体层5之间的中间层3中除了第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B以外的区域(除去第1声阻抗层4A和第2声阻抗层4B的区域)。绝缘层30由与低声阻抗层42相同的材料形成。绝缘层30具有电绝缘性。
在第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自中,多个高声阻抗层41的材料例如为Pt(铂)。多个低声阻抗层42的材料例如为SiO2(氧化硅)。关于第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自,由于多个高声阻抗层41各自由Pt形成,因此包含两层的导电层。
低声阻抗层42也可以不是单一的层,而是具有由声阻抗相对低的材料构成的多个层的层叠构造。此外,也可以是在多个层之间具有由钛或者镍等构成的金属层的层叠构造。中间层3、具有多个层的低声阻抗层42中的金属层、低声阻抗层42各自的压电体层5侧的面以及基板2侧的面的表面粗糙度(例如,由JIS B 0601-2001、ISO 4287-1997等规定的算术平均粗糙度Ra)越小越优选,具体为100nm以下,例如从90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、10nm、5nm、1nm等适当选择。
同样地,高声阻抗层41也可以不是单一的层,而是具有由声阻抗相对高的材料构成的多个层的层叠构造。此外,也可以是在多个层之间具有由钛或者镍等构成的金属层的层叠构造。具有多个层的高声阻抗层41中的金属层、高声阻抗层41的压电体层5侧的面以及基板2侧的面的表面粗糙度(例如,算术平均粗糙度Ra)越小越优选,具体为100nm以下,例如从90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、10nm、5nm、1nm等适当选择。
(2.3)压电体层
压电体层5例如由LiNbO3压电单晶构成。
在将由第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B的电极指间距(2×T1)决定的弹性波的波长设为λ时,压电体层5的厚度为1λ以下。由此,在弹性波装置1中,由第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B分别激励板波,并传播板波。关于电极指间距(2×T1),在后述的“(2.4)第1IDT电极、第2IDT电极以及反射器”一栏中进行说明。在本实施方式的弹性波装置1中,例如,弹性波的波长为1.7μm,压电体层5的厚度为340nm。第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B也可以形成在压电体层5的极化轴方向上的正面(positive face)、负面(negative face)的任一者。换言之,压电体层5中的第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B侧的主面既可以是压电体层5的极化轴方向上的正面也可以是负面。所谓极化轴方向上的正面,是指处于压电体层5中的极化分量的正侧所朝向的方向上的面。所谓极化轴方向上的负面,是指处于压电体层5中的极化分量的负侧所朝向的方向上的面。
(2.4)第1IDT电极、第2IDT电极以及反射器
第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10形成在压电体层5上。更详细地,第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10形成在压电体层5的与中间层3侧相反的主面上。第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10具有导电性。第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10的材料例如为Al。第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、各反射器9以及各反射器10的厚度例如为85nm。
第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B通过相互共有的公共汇流条70而相互串联连接。因此,功能电极6包含相互串联连接的第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B。第1IDT电极7A包含:相互对置的第1汇流条71以及公共汇流条70、与第1汇流条71连接的多个电极指81、和与公共汇流条70连接的多个电极指82。第2IDT电极7B包含:相互对置的公共汇流条70以及第2汇流条72、与公共汇流条70连接的多个电极指81、和与第2汇流条72连接的多个电极指82。
第1汇流条71、公共汇流条70以及第2汇流条72是以第3方向D3为长边方向的长条状。
在第1IDT电极7A中,第1汇流条71和公共汇流条70在第2方向D2上相互对置。在第1IDT电极7A中,多个电极指81与第1汇流条71连接且朝向公共汇流条70延伸。在第1IDT电极7A中,多个电极指81从第1汇流条71沿着第2方向D2延伸。多个电极指81的前端和公共汇流条70分离。多个电极指81的第3方向D3的宽度相同。此外,多个电极指81的第2方向D2的长度相同。
在第1IDT电极7A中,多个电极指82与公共汇流条70连接且朝向第1汇流条71延伸。在第1IDT电极7A中,多个电极指82从公共汇流条70沿着第2方向D2延伸。多个电极指82各自的前端与第1汇流条71分离。多个电极指82的第3方向D3的宽度相同。此外,多个电极指82的第2方向D2的长度相同。多个电极指82的宽度以及长度与多个电极指81的宽度以及长度分别相同。
在第2IDT电极7B中,公共汇流条70和第2汇流条72在第2方向D2上相互对置。在第2IDT电极7B中,多个电极指81与公共汇流条70连接且朝向第2汇流条72延伸。在第2IDT电极7B中,多个电极指81从公共汇流条70沿着第2方向D2延伸。多个电极指81的前端与第2汇流条72分离。多个电极指81的第3方向D3的宽度相同。此外,多个电极指81的第2方向D2的长度相同。
在第2IDT电极7B中,多个电极指82与第2汇流条72连接且朝向公共汇流条70延伸。在第2IDT电极7B中,多个电极指82从第2汇流条72沿着第2方向D2延伸。多个电极指82各自的前端与公共汇流条70分离。多个电极指82的第3方向D3的宽度相同。此外,多个电极指82的第2方向D2的长度相同。多个电极指82的宽度以及长度与多个电极指81的宽度以及长度分别相同。
在第1IDT电极7A中,多个电极指81和多个电极指82在与第1汇流条71和公共汇流条70的对置方向(第2方向D2)正交的方向(第3方向D3)上逐根交替地相互隔离排列。此外,在第2IDT电极7B中,多个电极指81和多个电极指82在与公共汇流条70和第2汇流条72的对置方向(第2方向D2)正交的方向(第3方向D3)上逐根交替地相互隔离排列。因此,在第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B各自中,在第3方向D3上相邻的电极指81和电极指82分离。如图1所示,第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B各自的电极指间距(2×T1)是在第3方向D3上相邻的电极指81和电极指82的相互对应的边(在图1中在电极指81以及电极指82各自中与中心线平行的左侧的边)之间的距离T1的2倍的值。电极指宽度T2(参照图1)除以距离T1而得到的值(占空比)为0.5。电极指宽度T2为电极指81以及电极指82的宽度。
第1IDT电极7A的电极指间距(2×T1)和第2IDT电极7B的电极指间距(2×T1)是相同的值。
在功能电极6中,如图1所示,第1IDT电极7A的多个电极指81和第2IDT电极7B的多个电极指82配置为以公共汇流条70为对称轴呈线对称。此外,在功能电极6中,第1IDT电极7A的多个电极指82和第2IDT电极7B的多个电极指81配置为以公共汇流条70为对称轴呈线对称。即,弹性波装置1中的功能电极6以沿着公共汇流条70的第3方向D3的中心线为对称轴呈线对称。
第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B各自在图1中单点划线所示的规定区域11中激励弹性波(板波)。规定区域11是多个电极指81和多个电极指82在第3方向D3上重叠的区域。规定区域11是由在处于第3方向D3的两侧的电极指81以及电极指82各自中彼此位于相反侧的边、多个电极指81的前端的包络线、和多个电极指82的前端的包络线所包围的区域。
各反射器9以及各反射器10为光栅反射器。两个反射器9之中的一个反射器9在第3方向D3上配置在第1IDT电极7A的一侧(在图1中为左侧)。两个反射器10之中的一个反射器10在第3方向D3上配置在第1IDT电极7A的另一侧(在图1中为右侧)。在此,与第1IDT电极7A对应的反射器9以及反射器10对由第1IDT电极7A激励并传播的弹性波进行反射。两个反射器9之中的其余一个反射器9在第3方向D3上配置在第2IDT电极7B的一侧(在图1中为左侧)。两个反射器10中的其余一个反射器10在第3方向D3上配置在第2IDT电极7B的另一侧(在图1中为右侧)。在此,与第2IDT电极7B对应的反射器9以及反射器10对由第2IDT电极7B激励并传播的弹性波进行反射。
(2.5)第1IDT电极、第2IDT电极、第1声阻抗层以及第2声阻抗层的布局
在实施方式涉及的弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,第1IDT电极7A与第1声阻抗层4A一部分重复,第2IDT电极7B与第2声阻抗层4B一部分重复。
在弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)的至少一部分(在本实施方式中为全部)在从厚度方向D1的俯视下不与公共汇流条70重复。此外,在弹性波装置1中,第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)的至少一部分(在本实施方式中为全部)在从厚度方向D1的俯视下不与公共汇流条70重复。在弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层和第2声阻抗层4B中的导电层被电绝缘。在弹性波装置1中,绝缘层30的一部分介于第1声阻抗层4A中的导电层与第2声阻抗层4B中的导电层之间。
在实施方式涉及的弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,如图1所示,第1声阻抗层4A中的高声阻抗层41(导电层)和第2声阻抗层4B中的高声阻抗层41(导电层)在公共汇流条70的宽度方向(第2方向D2)上分离。在此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,第1声阻抗层4A中的高声阻抗层41(导电层)位于第1IDT电极7A的第1汇流条71与公共汇流条70之间,与公共汇流条70分离。此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,第2声阻抗层4B中的高声阻抗层41(导电层)位于第2IDT电极7B的公共汇流条70与第2汇流条72之间,与公共汇流条70分离。
总之,在实施方式涉及的弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,第1声阻抗层4A中的高声阻抗层41(导电层)以及第2声阻抗层4B中的高声阻抗层41(导电层)不与公共汇流条70重叠。
此外,在弹性波装置1中,第1IDT电极7A的规定区域11的整个区域与和该第1IDT电极7A重叠的导电层相重叠。此外,在弹性波装置1中,第2IDT电极7B的规定区域11的整个区域与和该第2IDT电极7B重叠的导电层相重叠。在弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,第1IDT电极7A与第1声阻抗层4A中的导电层重叠的区域的面积和第2IDT电极7B与第2声阻抗层4B中的导电层重叠的区域的面积相同。
(2.6)弹性波装置的阻抗
作为弹性波装置1的频率特性的一例,对弹性波装置1的阻抗的频率特性进行说明。弹性波装置1的阻抗成为包含第1IDT电极7A、压电体层5和第1声阻抗层4A的第1谐振器的阻抗与包含第2IDT电极7B、压电体层5和第2声阻抗层4B的第2谐振器的阻抗的合成阻抗。
弹性波装置1决定第1谐振器以及第2谐振器的阻抗,使得具备包含一个IDT电极、压电体层和一个声阻抗层的谐振器的参考例的弹性波装置的阻抗与上述的合成阻抗相同。因此,弹性波装置1的第1谐振器以及第2谐振器也可以说是将参考例的弹性波装置的谐振器分割为两个谐振器的分割谐振器(串联分割谐振器)。在弹性波装置1中,使第1谐振器的面积和第2谐振器的面积的合计面积大于参考例的弹性波装置的谐振器的面积。在弹性波装置1中,具有彼此不同的电位的电极指81和电极指82的对数多于参考例的弹性波装置的IDT电极中的电极指(相当于电极指81)和电极指(相当于电极指82)的对数。
在对实施方式涉及的弹性波装置1的频率特性进行说明之前,基于图3以及4对比较例1涉及的弹性波装置100进行说明。
比较例1涉及的弹性波装置100与实施方式涉及的弹性波装置1的不同在于,中间层3中的声阻抗层4的图案。关于比较例1涉及的弹性波装置100,对于与实施方式涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
在比较例1涉及的弹性波装置100中,在从厚度方向D1的俯视下,如图3所示,一个声阻抗层4形成为与第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B重叠且还与公共汇流条70重叠的大小。
在图5中,用实线C1示出实施方式涉及的弹性波装置1的阻抗的频率特性,用虚线C2示出比较例1涉及的弹性波装置100的阻抗的频率特性。图5所示的阻抗的频率特性为实测结果。图5的横轴为频率,纵轴为将实施方式涉及的弹性波装置1以及比较例1涉及的弹性波装置100的阻抗设为Z且将阻抗的大小设为|Z|时的20log|Z|。
根据图5可知,在比较例1涉及的弹性波装置100的阻抗的频率特性中,在谐振频率附近产生了纹波,相对于此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,谐振频率附近处的纹波的产生得到了抑制。因此,实施方式涉及的弹性波装置1与比较例1涉及的弹性波装置100相比,频率特性提升。
此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,例如,在应用于梯型滤波器的情况下,与将比较例1涉及的弹性波装置100应用于梯型滤波器的情况相比,能够抑制通带宽度的减少。
(3)效果
实施方式涉及的弹性波装置1具备:基板2、第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B、压电体层5、第1IDT电极7A、和第2IDT电极7B。第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B形成在基板2上。压电体层5形成在第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B上。第1IDT电极7A形成在压电体层5上,在从压电体层5的厚度方向D1的俯视下,一部分与第1声阻抗层4A重复。第2IDT电极7B形成在压电体层5上,在从厚度方向D1的俯视下,一部分与第2声阻抗层4B重复。第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B通过相互共有的公共汇流条70而相互串联连接。第1IDT电极7A包含:相互对置的第1汇流条71以及公共汇流条70、与第1汇流条71连接且朝向公共汇流条70延伸的多个电极指81、和与公共汇流条70连接且朝向第1汇流条71延伸的多个电极指82。第2IDT电极7B包含:相互对置的公共汇流条70以及第2汇流条72、与公共汇流条70连接且朝向第2汇流条72延伸的多个电极指81、和与第2汇流条72连接且朝向公共汇流条70延伸的多个电极指82。第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自具有:高声阻抗层41、和声阻抗比高声阻抗层41低的低声阻抗层42。关于第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自,高声阻抗层41为导电层。第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)的至少一部分和第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)的至少一部分在从厚度方向D1的俯视下不与公共汇流条70重复。第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)和第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)被电绝缘。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性。实施方式涉及的弹性波装置1具有第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B,第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B通过相互共有的公共汇流条70而相互串联连接,因此与如专利文献1记载的弹性波装置那样仅具备一个IDT电极的结构相比,能够进一步提高耐电力性。在此,“公共汇流条70”是第1IDT电极7A和第2IDT电极7B公共的构成要素,是不将第1IDT电极7A和第2IDT电极7B经由其他布线连接而将第1IDT电极7A和第2IDT电极7B一体形成的导电条。由此,第1IDT电极7A和第2IDT电极7B通过公共汇流条70而电串联连接。此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,与如比较例1那样具备在从厚度方向D1观察的俯视下与公共汇流条70的整个区域重叠的声阻抗层4的弹性波装置100相比,能够提升频率特性。
另外,与在一个基板上存在多个谐振器的结构(不具有公共汇流条,在基板上形成有包含导电层的声阻抗层,在声阻抗层上形成有压电体层,在压电体层上多个IDT电极相互分离地形成的结构)相比,在如比较例1那样公共汇流条70和导电层重叠的结构中,在公共汇流条70与声阻抗层的导电层之间产生寄生电容。若产生这样的寄生电容,则第1谐振器以及第2谐振器各自的两端间会经由寄生电容而电容耦合,频带宽度会变窄。与之相对,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够抑制频带宽度变窄。
此外,实施方式涉及的弹性波装置1中,第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自中的多个高声阻抗层41包含至少1层的导电层(高声阻抗层41)。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,作为低声阻抗层42的材料无需采用具有导电性的材料,因此能够进一步增大高声阻抗层41的声阻抗与低声阻抗层42的声阻抗之比即声阻抗比。
此外,实施方式涉及的弹性波装置1中,包含第1IDT电极7A、压电体层5和第1声阻抗层4A而构成了第1谐振器。包含第2IDT电极7B、压电体层5和第2声阻抗层4B而构成了第2谐振器。第1谐振器以及第2谐振器是将包含一个IDT电极、压电体层和一个声阻抗层的规定的谐振器分割为两个谐振器使得第1谐振器的阻抗和第2谐振器的阻抗的合成阻抗与规定的谐振器的阻抗相同的分割谐振器。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,包含第1谐振器和第2谐振器的区域的面积变得大于规定的谐振器的面积,因此散热性变高,能够在抑制频率特性的下降的同时提高耐电力性。
此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)在从厚度方向D1的俯视下位于第1IDT电极7A的第1汇流条71与公共汇流条70之间。此外,第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)在从厚度方向D1的俯视下位于第2IDT电极7B的公共汇流条70与第2汇流条72之间。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够进一步抑制频率特性的下降。
此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,在从厚度方向D1的俯视下,第1IDT电极7A与第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)重叠的区域的面积(第1面积)和第2IDT电极7B与第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)重叠的区域的面积(第2面积)相同。在此,所谓“相同”,并不仅仅限定于严格地相同的情况,也可以大致相同(例如,第2面积相对于第1面积的比例为100%±10%)。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能降低在第1IDT电极7A与第1声阻抗层4A中的导电层之间产生的寄生电容和在第2IDT电极7B与第2声阻抗层4B中的导电层之间产生的寄生电容之差。因而,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够进一步抑制在阻抗的频率特性中产生纹波。此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够进一步提高耐电力性。
此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,在将由第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B的电极指间距(2×T1)决定的弹性波的波长设为λ时,压电体层5的厚度为1λ以下。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够激励板波。
此外,在实施方式涉及的弹性波装置1中,弹性波为板波。由此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够作为利用板波的弹性波装置来使用。
上述的实施方式只不过为本发明的各种各样的实施方式之一。上述的实施方式只要能够达到本发明的目的,就能够根据设计等进行种种变更。
(4)变形例
(4.1)变形例1
实施方式的变形例1涉及的弹性波装置1b与实施方式涉及的弹性波装置1的不同点在于,如图6以及7所示,在压电体层5上具备多个(五个)功能电极6。关于变形例1涉及的弹性波装置1b,对于与实施方式涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例1涉及的弹性波装置1b为梯型滤波器。变形例1涉及的弹性波装置1b具备:输入端子15、输出端子16、设置在将输入端子15和输出端子16连结的第1路径上的串联臂电路12、和设置在将第1路径上的节点和接地(接地端子17、18)连结的第2路径上的多个(两个)并联臂电路13、14。串联臂电路12具有多个(三个)串联臂谐振器S1。多个并联臂电路13、14各自具有并联臂谐振器P1。接地端子17、18也可以被公共化为一个接地。
在变形例1涉及的弹性波装置1b中,多个串联臂谐振器S1以及多个并联臂谐振器P1各自由参照图1以及2在实施方式中说明的包含第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、压电体层5、第1声阻抗层4A和第2声阻抗层4B的谐振器构成。由此,在变形例1涉及的弹性波装置1b中,能够在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性。
在变形例1涉及的弹性波装置1b中,只要多个串联臂谐振器S1之中的至少一个串联臂谐振器S1是包含第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、压电体层5、第1声阻抗层4A和第2声阻抗层4B的谐振器,就可获得与实施方式同样的效果。此外,在变形例1涉及的弹性波装置1b中,具备两个并联臂电路13、14,但并联臂电路的数目不限于两个,例如,既可以为一个也可以为三个以上。
(4.2)变形例2
实施方式的变形例2涉及的弹性波装置1c与实施方式涉及的弹性波装置1的不同点在于,如图8以及9所示,具备两个第1IDT电极7A,且第2IDT电极7B位于两个第1IDT电极7A之间。关于变形例2涉及的弹性波装置1c,对于与实施方式涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
在变形例2涉及的弹性波装置1c中,两个第1IDT电极7A以及一个第2IDT电极7B之中在从基板2的厚度方向D1的俯视下相邻的第1IDT电极7A和第2IDT电极7B通过相互共有的公共汇流条70而相互电连接。因此,变形例2涉及的弹性波装置1c包含两个公共汇流条70。
在变形例2涉及的弹性波装置1c中,在图8的上方的第1IDT电极7A和正中间的第2IDT电极7B包含一个公共汇流条70。此外,在图8的正中间的第2IDT电极7B和下方的第1IDT电极7A包含一个公共汇流条70。
在对变形例2涉及的弹性波装置1c的频率特性进行说明之前,基于图10以及11对比较例2涉及的弹性波装置100c进行说明。
比较例2涉及的弹性波装置100c与变形例2涉及的弹性波装置1c的不同在于,中间层3中的声阻抗层4的图案。关于比较例2涉及的弹性波装置100c,对于与变形例2涉及的弹性波装置1c同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
在比较例2涉及的弹性波装置100c中,在从厚度方向D1的俯视下,如图10所示,一个声阻抗层4形成为与两个第1IDT电极7A和一个第2IDT电极7B重叠且还与两个公共汇流条70重叠的大小。
在图12中,用实线E1示出变形例2涉及的弹性波装置1c的阻抗的频率特性,用虚线E2示出比较例2涉及的弹性波装置100c的阻抗的频率特性。图12所示的阻抗的频率特性为实测结果。图12的横轴为频率,纵轴为将变形例2涉及的弹性波装置1c以及比较例2涉及的弹性波装置100c的阻抗设为Z且将阻抗的大小设为|Z|时的20log|Z|。
如图12可知,在比较例2涉及的弹性波装置100c的阻抗的频率特性中,在谐振频率附近产生了纹波,相对于此,在变形例2涉及的弹性波装置1c中,谐振频率附近处的纹波的产生得到了抑制。因此,变形例2涉及的弹性波装置1c与比较例2涉及的弹性波装置100c相比,频率特性提升。
(4.3)其他变形例
从基板2的厚度方向D1观察的基板2的俯视形状不限于长方形状,例如也可以为正方形状。此外,基板2的材料不限于Si(硅),例如也可以为LiNbO3(铌酸锂)、LiTaO3(钽酸锂)、石英、玻璃等。
第1声阻抗层4A和第2声阻抗层4B各自中的高声阻抗层41以及低声阻抗层42各自的数目不限于两个以及三个,也可以为两个以上以及三个以上。此外,不限于高声阻抗层41的数目和低声阻抗层42的数目不同的情况,既可以相同,也可以低声阻抗层42的数目比高声阻抗层41的数目少一个。
此外,多个高声阻抗层41的材料不限于Pt(铂),例如也可以为W(钨)等。
此外,不限于多个高声阻抗层41为彼此相同的材料的情况,例如也可以为彼此不同的材料。此外,不限于多个低声阻抗层42为彼此相同的材料的情况,例如也可以为彼此不同的材料。
压电体层5的材料不限于LiNbO3,例如也可以为LiTaO3等。
功能电极6、各反射器9以及各反射器10的材料不限于Al(铝),也可以为Al合金。此外,功能电极6、各反射器9以及各反射器10的材料例如也可以是Cu(铜)、Pt(铂)、Au(金)、Ag(银)、Ti(钛)、Ni(镍)、Cr(铬)、Mo(钼)、W(钨)或者以这些金属的任意一者为主体的合金等。此外,功能电极6、各反射器9以及各反射器10不限于单层构造,也可以为多层构造。
在弹性波装置1、1b以及1c中,各反射器9以及各反射器10不是必须的构成要素。
此外,并联臂电路不限于具有并联臂谐振器的结构,例如也可以为具有电感器、电容器等的结构。
在弹性波装置1、1b以及1c中,不限于在从厚度方向D1的俯视下第1IDT电极7A的规定区域11的整个区域与第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)重叠的例子,也可以在从厚度方向D1的俯视下规定区域11之中的一部分的区域与导电层(高声阻抗层41)重叠。此外,在弹性波装置1、1b以及1c中,不限于在从厚度方向D1的俯视下第2IDT电极7B的规定区域11的整个区域与第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)重叠的例子,也可以在从厚度方向D1的俯视下规定区域11之中的一部分的区域与导电层(高声阻抗层41)重叠。此外,第1声阻抗层4A以及第2声阻抗层4B各自不限于高声阻抗层41为导电层的例子,也可以低声阻抗层42为导电层。无论哪种情况,均只要在从基板2的厚度方向D1的俯视下,与第1IDT电极7A重叠的第1声阻抗层4A中的导电层的至少一部分和与第2IDT电极7B重叠的第2声阻抗层4B中的导电层的至少一部分不与公共汇流条70重复,且第1声阻抗层4A中的导电层和第2声阻抗层4B中的导电层被电绝缘即可。换言之,只要第1声阻抗层4A中的导电层和第2声阻抗层4B中的导电层被电绝缘,则也可以在从基板2的厚度方向D1的俯视下,第1声阻抗层4A中的导电层和第2声阻抗层4B中的导电层的至少一方与公共汇流条70的一部分重复。
此外,功能电极6也可以除了具备第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B之外还具备两个以上的IDT电极。
弹性波装置1b关于多个谐振器之中的至少两个谐振器(例如,包含第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、压电体层5、第1声阻抗层4A和第2声阻抗层4B的串联臂谐振器S1),也可以如图13所示的变形例3涉及的弹性波装置1b那样使各自的谐振器的传播方位不同。即,若将图13中的上方的谐振器中的弹性波的传播方位设为X1,将图13中的下方的谐振器中的弹性波的传播方位设为X2,则传播方位X2相对于传播方位X1形成β的角度。在压电体层5的欧拉角中,相当于传播方位的ψ能够设为0°以上且小于90°。由此,在弹性波装置1b中,能够调整频带宽度。使传播方位不同的至少两个谐振器只要传播方位不同即可,既可以是传播方位以外的其他结构相同的谐振器,也可以是传播方位以外的其他结构不同的谐振器。
弹性波装置1也可以如图14所示的变形例4涉及的弹性波装置1b那样,相对于弹性波的传播方向ψ,连结多个电极指81的前端的方向形成v的倾斜角度。在此,弹性波的传播方向ψ是由第1IDT电极7A或者第2IDT电极7B激励的弹性波的传播方向,由压电体层5的欧拉角规定。连结多个电极指82的前端的方向与连结多个电极指81的前端的方向平行。v例如能够从2°、4°、6°、8°、10°、12°、14°、16°、18°、20°、22°、24°、26°、28°、30°、32°、34°、36°、38°、40°、42°、44°、46°、48°、50°中设定为任意的角度。
弹性波装置1也可以如图15所示的变形例5涉及的弹性波装置1那样在第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B与压电体层5之间设置由氧化硅构成的电介质层19。在该情况下,能够调整频带宽度。
弹性波装置1也可以如图16所示的变形例6涉及的弹性波装置1那样构成为第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B能够形成活塞模式。以下,对变形例6涉及的弹性波装置1进行说明。
在第1IDT电极7A中,在将与电极指81从第1汇流条71延伸的方向正交的方向设为电极指81的宽度方向时,电极指81的前端部81a包含宽度方向尺寸比中央部81c大的宽幅部812,电极指81的基端部81b包含宽度方向尺寸比中央部81c大的宽幅部811。在第1IDT电极7A中,在电极指81与公共汇流条70之间形成有间隙85。
此外,在第1IDT电极7A中,在将与电极指82从公共汇流条70延伸的方向正交的方向设为电极指82的宽度方向时,电极指82的前端部82a包含宽度方向尺寸比中央部82c大的宽幅部822,电极指82的基端部82b包含宽度方向尺寸比中央部82c大的宽幅部821。在第1IDT电极7A中,在电极指82与第1汇流条71之间形成有间隙86。
此外,在第1IDT电极7A中,第1汇流条71具有沿着第1汇流条71的长度方向排列的多个开口部711。在此,第1汇流条71具有内侧汇流条部713、中央汇流条部714、和外侧汇流条部712。内侧汇流条部713位于比开口部711更靠电极指81侧。中央汇流条部714具有上述的多个开口部711。外侧汇流条部712相对于内侧汇流条部713夹着中央汇流条部714位于相反侧。
此外,在第1IDT电极7A中,公共汇流条70具有多个开口部701A。多个开口部701A沿着公共汇流条70的长边方向排列。在此,公共汇流条70包含第1IDT电极7A的内侧汇流条部703A、中央汇流条部704A、和外侧汇流条部702A。
此外,在第2IDT电极7B中,在将与电极指81从公共汇流条70延伸的方向正交的方向设为电极指81的宽度方向时,电极指81的前端部81a包含宽度方向尺寸比中央部81c大的宽幅部812,电极指81的基端部81b包含宽度方向尺寸比中央部81c大的宽幅部811。在第2IDT电极7B中,在电极指81与第2汇流条72之间形成有间隙87。
此外,在第2IDT电极7B中,在将与电极指82从第2汇流条72延伸的方向正交的方向设为电极指82的宽度方向时,电极指82的前端部82a包含宽度方向尺寸比中央部82c大的宽幅部822,电极指82的基端部82b包含宽度方向尺寸比中央部82c大的宽幅部821。在第2IDT电极7B中,在电极指82与公共汇流条70之间形成有间隙88。
此外,在第2IDT电极7B中,第2汇流条72具有沿着第2汇流条72的长度方向排列的多个开口部721。在此,第2汇流条72具有内侧汇流条部723、中央汇流条部724、和外侧汇流条部722。内侧汇流条部723位于比开口部721更靠电极指82侧。中央汇流条部724具有上述的多个开口部721。外侧汇流条部722相对于内侧汇流条部723夹着中央汇流条部724位于相反侧。
此外,在第2IDT电极7B中,公共汇流条70具有多个开口部701B。多个开口部701B沿着公共汇流条70的长边方向排列。在此,公共汇流条70包含第2IDT电极7B的内侧汇流条部703B、中央汇流条部704B、和外侧汇流条部702B。
在图16中,在从弹性波装置1的厚度方向的俯视下,包含与第1IDT电极7A关联的11个区域A1~A11以及与第2IDT电极7B关联的11个区域B1~B11。其中,区域A11和区域B11为公共的区域。11个区域A1~A11在压电体层5以及第1IDT电极7A中分别包含彼此不同的部分。10个区域B1~B10在压电体层5以及第2IDT电极7B中分别包含彼此不同的部分。在图16的右侧,示意性地示出在各区域A1~A11、B1~B10分别传播的弹性波的速度(声速)。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域A1~A11之中在第2方向D2上位于中央的区域A6构成了第1中央区域。第1中央区域包含多个电极指81的中央部81c和多个电极指82的中央部82c。第1中央区域是多个电极指81的中央部81c和多个电极指82的中央部82c在第3方向D3上重叠的区域。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域A1~A11之中分别位于第2方向D2的两端的区域A1、A11构成了第1外侧汇流条区域。区域A1包含第1汇流条71的外侧汇流条部712。区域A11包含公共汇流条70的外侧汇流条部702A。在第1外侧汇流条区域中,弹性波的声速变得比第1中央区域慢。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域A1~A11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第2个位置的区域A2、A10构成了第1连结区域。区域A2包含第1汇流条71的多个开口部711。区域A10包含公共汇流条70的多个开口部701A。在第1连结区域中,弹性波的声速变得比第1外侧汇流条区域以及第1中央区域快。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域A1~A11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第3个位置的区域A3、A9构成了第1内侧汇流条区域。区域A3包含第1汇流条71的内侧汇流条部713。区域A9包含公共汇流条70的内侧汇流条部703A。在第1内侧汇流条区域中,弹性波的声速变得比第1中央区域慢。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域A1~A11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第4个位置的区域A4、A8构成了第1间隙区域。区域A4包含多个电极指81的基端部81b和多个间隙86。区域A8包含多个电极指82的基端部82b和多个间隙85。在第1间隙区域中,弹性波的声速变得比第1内侧汇流条区域以及第1中央区域快。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域A1~A11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第5个位置的区域A5、A7构成了第1宽幅区域。区域A5包含多个电极指81的基端部81b的宽幅部811和多个电极指82的前端部82a的宽幅部822。区域A7包含多个电极指81的前端部81a的宽幅部812和多个电极指82的基端部82b的宽幅部821。在第1宽幅区域中,弹性波的声速变得比第1中央区域慢。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,第1IDT电极7A如上述那样构成,因此在第1中央区域(区域A6)的外侧存在低声速的区域(区域A5以及区域A7),在低声速的区域的外侧存在高声速的区域A2以及区域A10。因此,在弹性波装置1中,能够形成活塞模式,能够有效地抑制横模纹波。
上述的11个区域B1~B11之中在第2方向D2上位于中央的区域B6构成了第2中央区域。第2中央区域包含多个电极指81的中央部81c和多个电极指82的中央部82c。第2中央区域是多个电极指81的中央部81c和多个电极指82的中央部82c在第3方向D3上重叠的区域。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域B1~B11之中分别位于第2方向D2的两端的区域B1、B11构成了第2外侧汇流条区域。区域B1包含第2汇流条72的外侧汇流条部722。区域B11包含公共汇流条70的外侧汇流条部702B。在第2外侧汇流条区域中,弹性波的声速变得比第2中央区域慢。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域B1~B11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第2个位置的区域B2、B10构成了第2连结区域。区域B2包含第2汇流条72的多个开口部721。区域B10包含公共汇流条70的多个开口部701B。在第2连结区域中,弹性波的声速变得比第2外侧汇流条区域以及第2中央区域快。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域B1~B11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第3个位置的区域B3、B9构成了第2内侧汇流条区域。区域B3包含第2汇流条72的内侧汇流条部723。区域B9包含公共汇流条70的内侧汇流条部703B。在第2内侧汇流条区域中,弹性波的声速变得比第2中央区域慢。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域B1~B11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第4个位置的区域B4、B8构成了第2间隙区域。区域B4包含多个电极指81的基端部81b和多个间隙87。区域B8包含多个电极指82的基端部82b和多个间隙88。在第2间隙区域中,弹性波的声速变得比第2内侧汇流条区域以及第2中央区域快。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,上述的11个区域B1~B11之中位于分别从第2方向D2的两端起数第5个位置的区域B5、B7构成了第2宽幅区域。区域B5包含多个电极指81的基端部81b的宽幅部811和多个电极指82的前端部82a的宽幅部822。区域B7包含多个电极指81的前端部81a的宽幅部812和多个电极指82的基端部82b的宽幅部821。在第2宽幅区域中,弹性波的声速变得比第2中央区域慢。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,第2IDT电极7B如上述那样构成,因此在第2中央区域(区域B6)的外侧存在低声速的区域(区域B5以及区域B7),在低声速的区域的外侧存在高声速的区域B2以及区域B10。因此,在弹性波装置1中,能够形成活塞模式,能够有效地抑制横模纹波。
在变形例6涉及的弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)和第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)各自的至少一部分在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下不与公共汇流条70重复。在此,在弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域A1的一部分、区域A2~A10、区域A11的一部分重复。此外,第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域B1的一部分、区域B2~B10、区域B11的一部分重复。在图16所示的弹性波装置1中,能够将声能量更高效地陷获在压电体层5的主面附近。
与之相对,在图17所示的变形例7涉及的弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域A2的一部分、区域A3~A9、区域A10的一部分重复。此外,第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域B2的一部分、区域B3~B9、区域B10的一部分重复。在变形例7涉及的弹性波装置1中,能够将声能量高效地陷获在压电体层5的主面附近,并且,与变形例6涉及的弹性波装置1相比,能够适度地抑制寄生电容的影响。
此外,在图18所示的变形例8涉及的弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域A3的一部分、区域A4~A8、区域A9的一部分重复。此外,第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域B3的一部分、区域B4~B8、区域B9的一部分重复。在变形例8涉及的弹性波装置1中,能够将声能量适度地陷获在压电体层5的主面附近,并且,与变形例7涉及的弹性波装置1相比,能够抑制寄生电容的影响。
此外,在图19所示的变形例9涉及的弹性波装置1中,第1声阻抗层4A中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域A4的一部分、区域A5~A7、区域A8的一部分重复。此外,第2声阻抗层4B中的导电层(高声阻抗层41)在从基板2(参照图2)的厚度方向D1(参照图2)的俯视下与区域B4的一部分、区域B5~B7、区域B8的一部分重复。在变形例9涉及的弹性波装置1中,能够将声能量以必要最低限度陷获在压电体层5的主面附近,并且,与变形例8涉及的弹性波装置1相比,能够抑制寄生电容的影响。
如图20所示,变形例10涉及的弹性波装置1也可以还具备多个(在图示例中为两个)布线层33A、33B、绝缘层34、隔离层(支承层)35、和覆盖构件36。在变形例10涉及的弹性波装置1中,第1IDT电极7A、第2IDT电极7B、压电体层5以及中间层3也可以容纳在包含基板2、绝缘层34、隔离层35和覆盖构件36的封装件PA1。布线层33A与第1IDT电极7A的第1汇流条71电连接。布线层33B与第2IDT电极7B的第2汇流条72电连接。绝缘层34形成在基板2的第1主面21上。绝缘层34包围中间层3以及压电体层5。隔离层35的至少一部分形成在绝缘层34上。隔离层35在从基板2的厚度方向D1的俯视下包围中间层3以及压电体层5。覆盖构件36配置在隔离层35上。在弹性波装置1中,隔离层35介于绝缘层34与覆盖构件36的周部之间。覆盖构件36在厚度方向D1上与第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B分离。
变形例10涉及的弹性波装置1具有由覆盖构件36、隔离层35、绝缘层34、和基板2上的层叠体(包含中间层3和压电体层5的层叠体)包围的空间SP1。
绝缘层34具有电绝缘性。绝缘层34在基板2的第1主面21上沿着基板2的外周形成。绝缘层34包围中间层3的侧面以及压电体层5的侧面。在此,绝缘层34的一部分与压电体层5的周部重叠。中间层3的侧面以及压电体层5的侧面由绝缘层34覆盖。绝缘层34的材料例如为环氧树脂、聚酰亚胺等合成树脂。
布线层33A在基板2的厚度方向D1上与第1IDT电极7A的一部分、压电体层5的一部分和绝缘层34的一部分重叠。布线层33B在基板2的厚度方向D1上与第2IDT电极7B的一部分、压电体层5的一部分和绝缘层34的一部分重叠。
隔离层35在俯视下包围压电体层5。隔离层35在基板2的厚度方向D1上与绝缘层34重叠。隔离层35的一部分还覆盖布线层33A、33B各自中形成在绝缘层34上的部分。总之,隔离层35包含:直接形成在绝缘层34上的第1部分、和隔着布线层33A、33B的一部分而间接地形成在绝缘层34上的第2部分。
隔离层35具有电绝缘性。隔离层35的材料例如为环氧树脂、聚酰亚胺等合成树脂。隔离层35的材料优选主成分与绝缘层34的材料相同,更优选为相同的材料。
覆盖构件36为平板状。覆盖构件36在厚度方向D1上与第1IDT电极7A以及第2IDT电极7B分离。
此外,变形例10涉及的弹性波装置1具有多个(在图示例中为两个)外部连接电极37A、37B。外部连接电极37A与第1IDT电极7A的第1汇流条71电连接。上述的布线层33A将外部连接电极37A和第1IDT电极7A电连接。外部连接电极37B与第2IDT电极7B的第2汇流条72电连接。上述的布线层33B将外部连接电极37B和第2IDT电极7B电连接。
外部连接电极37A、37B包含:在基板2的厚度方向D1上将隔离层35和覆盖构件36贯通的贯通电极部38A、38B、和形成在贯通电极部38A、38B上的39A、39B。
在变形例10涉及的弹性波装置1中,隔离层35形成在绝缘层34上,但不限于此,隔离层35也可以形成在基板2的第1主面21上并包围压电体层5。也可以适当变更变形例10涉及的弹性波装置1的封装件PA1的结构并应用于变形例1涉及的弹性波装置1b。
此外,在变形例11涉及的弹性波装置1中,如图21所示,隔离层35形成在基板2的第1主面21上以及布线层33B上并包围压电体层5,在隔离层35的外面351具有凹部353。在图21的结构中,基板2具有电绝缘性。在此,基板2的材料例如为LiNbO3(铌酸锂)、LiTaO3(钽酸锂)、石英、玻璃等。
此外,变形例12涉及的弹性波装置1在隔离层35(第1隔离层)的内侧具有位于覆盖构件36与基板2之间的一个或者多个中间支承层(第2隔离层)。
此外,也可以是,作为弹性波装置而具有多个弹性波装置1,由多个弹性波装置1共用1片基板2,并具有将相邻的弹性波装置1的隔离层35间相连的树脂层。树脂层为与隔离层35相同的材料,与隔离层35形成为一体。此外,弹性波装置1也可以具备在从基板2的厚度方向D1的俯视下从位于比矩形状的基板2的外周更靠内侧的隔离层35到达基板2的角部的树脂层。
(小结)
根据以上说明的实施方式等而公开了以下的方式。
第1方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)具备:基板(2)、第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)、压电体层(5)、第1IDT电极(7A)、和第2IDT电极(7B)。第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)形成在基板(2)上。压电体层(5)形成在第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)上。第1IDT电极(7A)形成在压电体层(5)上,在从压电体层(5)的厚度方向(D1)的俯视下,一部分与第1声阻抗层(4A)重复。第2IDT电极(7B)形成在压电体层(5)上,在从厚度方向(D1)的俯视下,一部分与第2声阻抗层(4B)重复。第1IDT电极(7A)以及第2IDT电极(7B)通过相互共有的公共汇流条(70)而相互串联连接。第1IDT电极(7A)包含:相互对置的第1汇流条(71)以及公共汇流条(70)、与第1汇流条(71)连接且朝向公共汇流条(70)延伸的多个电极指(81)、和与公共汇流条(70)连接且朝向第1汇流条(71)延伸的多个电极指(82)。第2IDT电极(7B)包含:相互对置的公共汇流条(70)以及第2汇流条(72)、与公共汇流条(70)连接且朝向第2汇流条(72)延伸的多个电极指(81)、和与第2汇流条(72)连接且朝向公共汇流条(70)延伸的多个电极指(82)。第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)各自具有:至少一个高声阻抗层(41)、和声阻抗比至少一个高声阻抗层(41)低的至少一个低声阻抗层(42)。关于第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)各自,至少一个高声阻抗层(41)以及至少一个低声阻抗层(42)的至少一个为导电层。第1声阻抗层(4A)中的导电层(高声阻抗层41)和第2声阻抗层(4B)中的导电层(高声阻抗层41)各自的至少一部分在从厚度方向(D1)的俯视下不与公共汇流条(70)重复。第1声阻抗层(4A)中的导电层(高声阻抗层41)和第2声阻抗层(4B)中的导电层(高声阻抗层41)被电绝缘。
在第1方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,能够在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性。
第2方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第1方式中,至少一个高声阻抗层(41)包含多个高声阻抗层(41)。至少一个低声阻抗层(42)包含多个低声阻抗层(42)。多个高声阻抗层(41)和多个低声阻抗层(42)在厚度方向(D1)上每隔一层交替地排列。
在第2方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,能够提升谐振特性。
第3方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第2方式中,第1声阻抗层(4A)以及第2声阻抗层(4B)各自中的多个高声阻抗层(41)包含导电层(高声阻抗层41)。
在第3方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,作为低声阻抗层(42)的材料无需采用具有导电性的材料,因此能够进一步增大高声阻抗层(41)的声阻抗和低声阻抗层(42)的声阻抗之比即声阻抗比。
第4方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第1~3方式的任一者中,包含第1IDT电极(7A;7AA)、压电体层(5)和第1声阻抗层(4A)而构成了第1谐振器。包含第2IDT电极(7B;7BB)、压电体层(5)和第2声阻抗层(4B)而构成了第2谐振器。第1谐振器以及第2谐振器是将包含一个IDT电极、压电体层和一个声阻抗层的规定的谐振器分割为两个谐振器使得第1谐振器的阻抗和第2谐振器的阻抗的合成阻抗与规定的谐振器的阻抗相同的分割谐振器。
在第4方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,包含第1谐振器和第2谐振器的区域的面积变得大于规定的谐振器的面积,因此散热性变高,能够在抑制频率特性的下降的同时提高耐电力性。
第5方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第1~4方式的任一者中,第1声阻抗层(4A)中的导电层(高声阻抗层41)在从厚度方向(D1)的俯视下位于第1IDT电极(7A;7AA)的第1汇流条(71)与公共汇流条(70)之间。此外,第2声阻抗层(4B)中的导电层(高声阻抗层41)在从厚度方向(D1)的俯视下位于第2IDT电极(7B;7BB)的公共汇流条(70)与第2汇流条(72)之间。
在第5方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,能够进一步抑制频率特性的下降。
第6方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第1~5方式的任一者中,在从厚度方向(D1)的俯视下,第1IDT电极(7A;7AA)与第1声阻抗层(4A)中的导电层(高声阻抗层41)重叠的区域的面积和第2IDT电极(7B;7BB)与第2声阻抗层(4B)中的导电层(高声阻抗层41)重叠的区域的面积相同。
在第6方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,能够进一步抑制在阻抗的频率特性中产生纹波。
第7方式涉及的弹性波装置(1b)在第1~6方式的任一者中,具备:串联臂电路(12),设置在将输入端子(15)和输出端子(16)连结的第1路径;和并联臂电路(13、14),设置在将第1路径上的节点和接地连结的第2路径上。串联臂电路(12)具有多个串联臂谐振器(S1)。多个串联臂谐振器(S1)之中的至少一个串联臂谐振器(S1)是包含第1IDT电极(7A)、第2IDT电极(7B)、压电体层(5)、第1声阻抗层(4A)和第2声阻抗层(4B)的谐振器。
在第7方式涉及的弹性波装置(1b)中,能够在抑制频率特性的下降的同时进一步提高耐电力性。
第8方式涉及的弹性波装置(1b)在第7方式中,并联臂电路(13、14)具有并联臂谐振器(P1)。
第9方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第1~8方式的任一者中,在将由第1IDT电极(7A)以及第2IDT电极(7B)的电极指间距(2×T1)决定的弹性波的波长设为λ时,压电体层(5)的厚度为1λ以下。
在第9方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,能够激励板波。
第10方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)在第9方式中,弹性波为板波。
在第10方式涉及的弹性波装置(1;1b;1c)中,能够作为利用板波的弹性波装置来使用。
附图标记说明
1、1b、1c 弹性波装置;
100、100c 弹性波装置;
2 基板;
21 第1主面;
22 第2主面;
3 中间层;
4A 第1声阻抗层;
4B 第2声阻抗层;
41 高声阻抗层(导电层);
42 低声阻抗层;
5 压电体层;
6 功能电极;
7A 第1IDT电极;
7B 第2IDT电极;
70 公共汇流条;
701A 开口部;
701B 开口部;
702A、702B 外侧汇流条部;
703A、703B 内侧汇流条部;
704A、704B 中央汇流条部;
71 第1汇流条;
711 开口部;
712 外侧汇流条部;
713 内侧汇流条部;
714 中央汇流条部;
72 第2汇流条;
721 开口部;
722 外侧汇流条部;
723 内侧汇流条部;
724 中央汇流条部;
81 电极指;
81a 前端部;
81b 基端部;
81c 中央部;
811、812 宽幅部;
82 电极指;
82a 前端部;
82b 基端部;
82c 中央部;
821、822 宽幅部;
85、86、87、88 间隙;
9 反射器;
10 反射器;
11 规定区域;
12 串联臂电路;
13 并联臂电路;
14 并联臂电路;
15 输入端子;
16 输出端子;
17 接地端子(接地);
18 接地端子(接地);
19 电介质层;
33A、33B 布线层;
34 绝缘层;
35 隔离层;
351 外面;
353 凹部;
36 覆盖构件;
A1~A11 区域;
B1~B11 区域;
T1 距离;
T2 电极指宽度;
D1 厚度方向(第1方向);
D2 第2方向;
D3 第3方向;
PA1 封装件;
SP1 空间;
S1 串联臂谐振器;
P1 并联臂谐振器。
Claims (10)
1.一种弹性波装置,具备:
基板;
第1声阻抗层以及第2声阻抗层,形成在所述基板上;
压电体层,形成在所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层上;
第1IDT电极,形成在所述压电体层上,在从所述压电体层的厚度方向的俯视下,一部分与所述第1声阻抗层重复;和
第2IDT电极,形成在所述压电体层上,在从所述厚度方向的俯视下,一部分与所述第2声阻抗层重复,
所述第1IDT电极以及所述第2IDT电极通过相互共有的公共汇流条而相互串联连接,
所述第1IDT电极包含:
相互对置的第1汇流条以及所述公共汇流条;
与所述第1汇流条连接且朝向所述公共汇流条延伸的多个电极指;和
与所述公共汇流条连接且朝向所述第1汇流条延伸的多个电极指,
所述第2IDT电极包含:
相互对置的所述公共汇流条以及第2汇流条;
与所述公共汇流条连接且朝向所述第2汇流条延伸的多个电极指;和
与所述第2汇流条连接且朝向所述公共汇流条延伸的多个电极指,
所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层各自具有:
至少一个高声阻抗层;和
至少一个低声阻抗层,声阻抗比所述至少一个高声阻抗层低,
关于所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层各自,所述至少一个高声阻抗层以及所述至少一个低声阻抗层的至少一个为导电层,
所述第1声阻抗层中的所述导电层的至少一部分和所述第2声阻抗层中的所述导电层的至少一部分在从所述厚度方向的俯视下不与所述公共汇流条重复,
所述第1声阻抗层中的所述导电层和所述第2声阻抗层中的所述导电层被电绝缘。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置,其中,
所述至少一个高声阻抗层包含多个高声阻抗层,
所述至少一个低声阻抗层包含多个低声阻抗层,
所述多个高声阻抗层和所述多个低声阻抗层在所述厚度方向上每隔一层交替地排列。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置,其中,
所述第1声阻抗层以及所述第2声阻抗层各自中的所述多个高声阻抗层包含所述导电层。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的弹性波装置,其中,
包含所述第1IDT电极、所述压电体层和所述第1声阻抗层而构成第1谐振器,
包含所述第2IDT电极、所述压电体层和所述第2声阻抗层而构成第2谐振器,
所述第1谐振器以及所述第2谐振器是将包含一个IDT电极、压电体层和一个声阻抗层的规定的谐振器分割为两个谐振器使得所述第1谐振器的阻抗和所述第2谐振器的阻抗的合成阻抗与所述规定的谐振器的阻抗相同的分割谐振器。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1声阻抗层中的所述导电层在从所述厚度方向的俯视下位于所述第1IDT电极的所述第1汇流条与所述公共汇流条之间,
所述第2声阻抗层中的所述导电层在从所述厚度方向的俯视下位于所述第2IDT电极的所述公共汇流条与所述第2汇流条之间。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的弹性波装置,其中,
在从所述厚度方向的俯视下,所述第1IDT电极与所述第1声阻抗层中的所述导电层重叠的区域的面积和所述第2IDT电极与所述第2声阻抗层中的所述导电层重叠的区域的面积相同。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的弹性波装置,其中,具备:
串联臂电路,设置在将输入端子和输出端子连结的第1路径上;和
并联臂电路,设置在将所述第1路径上的节点和接地连结的第2路径上,
所述串联臂电路具有多个串联臂谐振器,
所述多个串联臂谐振器之中的至少一个串联臂谐振器是包含所述第1IDT电极、所述第2IDT电极、所述压电体层、所述第1声阻抗层和所述第2声阻抗层的谐振器。
8.根据权利要求7所述的弹性波装置,其中,
所述并联臂电路具有并联臂谐振器。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的弹性波装置,其中,
在将由所述第1IDT电极以及所述第2IDT电极的电极指间距决定的弹性波的波长设为λ时,所述压电体层的厚度为1λ以下。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置,其中,
所述弹性波为板波。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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