CN111200415B - 声表面波器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可进行活塞模式的激振的小型的声表面波器件。声表面波器件包括:压电基板(11);以及一对叉指换能器电极,设有形成在所述压电基板(11)的上表面的一对母线(2a、2b)及从所述母线(2a、2b)以梳齿状伸出的多个电极指(3a、3b)。电极指(3a、3b)的交叉区域(ZAB)的端部侧的边缘区域(EB)中的声表面波的传播速度较交叉区域(ZAB)中的声表面波的传播速度更为低速,并且相较于交叉区域(ZAB)中的声表面波的传播速度,设有母线(2a、2b)的母线区域(SB)中的声表面波的传播速度变得高速。

Description

声表面波器件
技术领域
本发明涉及一种将频率信号转换为声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)的声表面波器件。
背景技术
作为Q值高且杂散(spurious)少的声表面波器件,已开发出以活塞模式(pistonmode)动作的声表面波器件(例如专利文献1、专利文献2)。活塞模式为声表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)的一个振动模式,如下文将述的图1(c)所示那样显示下述振幅分布,即:在激振区域中SAW的振幅基本一定,另一方面,在其外部侧的区域中振幅急剧减小。
在SAW的激振时,可使用将多数个电极指连接于母线(busbar)的梳齿电极。声表面波器件(SAW器件)中,设有从电极指的并排方向观看而以电极指交互设置的方式,将两个梳齿电极相向地配置的叉指换能器(Interdigital Transducer,IDT)电极。通过向其中一个梳齿电极输入具有规定频率的频率信号从而将SAW激振,并向另一个梳齿电极传播。
专利文献1、专利文献2所记载的技术中,关于相向地配置的两个母线间的区域,沿着母线延伸的方向而分为中央的区域、其两旁的两个区域及更靠两旁的两个区域此五个区域(专利文献1:中央区域、边缘区域、间隙区域,专利文献2:中央激发区域、内缘区域、外缘区域)。而且,通过将位于中央两旁的区域的电极指(专利文献1中记载为“电极部”)的宽度扩大或缩窄等,从而获得活塞模式。另外,专利文献1中,记载着必须将间隙区域的间隙长度尺寸确保1~3声波长左右。
但是,这些方法中,与通常的IDT电极相比,间隙长度的尺寸(专利文献1的间隙区域、专利文献2的外缘区域的尺寸)变长,因此,有器件(专利文献1:声波装置,专利文献2:电声转换器)变得大型化的问题。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第5221616号公报
[专利文献2]日本专利第5503020号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明是在所述情况下达成,提供一种可进行活塞模式的激振的小型的声表面波器件。
[解决问题的技术手段]
本发明的声表面波器件包括:压电基板;以及一对叉指换能器(IDT)电极。所述一对IDT电极,包括:一对母线,设置在所述压电基板上、以及多个电极指,从所述母线各自向相向的母线彼此以梳齿状伸出,且所述一对叉指换能器电极设置有交叉区域,所述交叉区域为沿着所述多个电极指的并排方向观看时,连接于其中一个母线的电极指、与连接于另一个母线的电极指交叉的区域。在将所述交叉区域的端部侧且包含所述多个电极指的前端部的区域称为边缘区域时,所述边缘区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域中的声表面波的传播速度更为低速。相较于所述交叉区域中的声表面波的传播速度,作为设有所述母线的区域的母线区域中的声表面波的传播速度更为高速。
所述声表面波器件也可具备以下结构。
(a)在所述边缘区域,设置有用于使声表面波的传播速度较所述交叉区域更为降低的传播速度调节膜。或者,在位于所述边缘区域内的电极指,设置有用于使声表面波的传播速度较所述交叉区域更为降低的扩宽部。
(b)为了使母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,构成所述母线的金属膜的厚度较构成所述电极指的金属膜的厚度更薄。
(c)为了使母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,构成所述母线的金属膜的密度较构成所述电极指的金属膜的密度更小。
(d)在较所述IDT电极更靠上层侧,设置有电介质膜,所述电介质膜具有:频率向与所述压电基板的温度-频率特性相反的方向变化的温度-频率特性。
(e)为了使母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,设置在所述母线区域的电介质膜的厚度较设置在配置有电极指的电极指区域的电介质膜的厚度更薄。或者,为了使母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,在配置有电极指的电极指区域设置有电介质膜,在所述母线区域未设置电介质膜。
(f)为了使母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,相较于设置在配置有电极指的电极指区域的电介质膜,设置在所述母线区域的电介质膜是由声表面波的传播速度更快的电介质所构成。
(g)在(d)~(f)中,所述压电基板的材料为LiNbO3或LiTaO3,所述电介质膜的材料为氧化硅、氧氮化硅或掺氟氧化硅。
(h)关于所述一对母线各自,在连接于其中一个母线的多个电极指的前端部、与另一个母线之间,设置有远离所述前端部而从另一个母线伸出的多个虚拟电极。在作为设置有所述虚拟电极的区域的虚拟区域,设置有用于使所述声表面波的传播速度降低的传播速度调节膜。
(i)相对于相邻配置的电极指的中心线间的距离d,沿着所述电极指的延伸方向观看的所述交叉区域的端部与母线的间隔为0.1d~2d的范围内。
(j)为了使声表面波器件具有耐候性,或为了进行频率调整,而具备设置在所述声表面波器件的最上层的上层膜。所述上层膜的材料为氮化硅。
[发明的效果]
根据本发明,使边缘区域中的声表面波的传播速度较交叉区域中的声表面波的传播速度更为低速,且相较于一对IDT电极的电极指交叉的交叉区域中的声表面波的传播速度,使设有母线的母线区域中的声表面波的传播速度更为高速,因此即便不对现有的IDT电极设置长的间隙长度尺寸,也能够将活塞模式的声表面波激振。
附图说明
图1中的(a)~(c)为表示用于将活塞模式的声表面波进行激振的基本结构的说明图。
图2中的(a)~(c)为第一实施方式的SAW器件的结构图。
图3中的(a)~(c)为第二实施方式的SAW器件的结构图。
图4中的(a)~(c)为第三实施方式的SAW器件的结构图。
图5中的(a)~(c)为第一变形例的SAW器件的结构图。
图6中的(a)~(c)为第二变形例的SAW器件的结构图。
图7中的(a)~(c)为第三变形例的SAW器件的结构图。
图8中的(a)~(c)为第四变形例的SAW器件的结构图。
图9中的(a)及(b)为比较例的SAW器件的结构图。
图10为实施例的SAW器件的频率-导纳(admittance)特性图。
图11为比较例的SAW器件的频率-导纳特性图。
[符号的说明]
2a、2b:母线
3a、3b:电极指
4、41、41′:传播速度调节膜
5:电介质膜
11:压电基板
12a、12b:信号端口
31a、31b:虚拟电极
51:高速电介质膜
52:薄化区域
DB:虚拟区域
EB:边缘区域
RB:间隙区域
SB:母线区域
ZAB:交叉区域
具体实施方式
首先,一方面参照图1中的(a)~(c),一方面对用于利用本实施方式的声表面波器件(SAW器件)使活塞模式的SAW(Surface Acoustic Wave)激振的基本结构进行说明。
图1中的(a)为示意性地表示SAW器件的放大平面图,图1中的(b)为沿着图1中的(a)所示的Y轴方向观看的、SAW的传播速度的分布图,
图1中的(c)为沿着所述方向观看的SAW的振幅的分布图。
本例的SAW器件具备使SAW激振的形成在矩形形状的压电基板11上的IDT电极。以下的说明中,将沿着矩形形状的压电基板11的长边的方向也称为纵向(图1中的(a)中的X方向),将沿着短边的方向也称为横向(所述图中的Y方向)。
IDT电极例如以沿着压电基板11的各长边而纵向延伸的方式设置,具备:两根母线2a、母线2b,各自连接于信号端口12a、信号端口12b;以及多数根电极指3a、电极指3b,以从各母线2a、母线2b朝向横向而延伸的方式形成。
构成压电基板11的压电材料例如可例示下述情况,即:使用铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)、氮化铝(AlN)、掺钪(Sc)氮化铝等。
另外,关于本实施方式的压电基板11,包括(i)在包含非压电材料的基板的表面形成有压电薄膜的压电基板、(ii)将非压电材料与压电材料层叠而成的层叠基板。(i)可例示下述情况,即:在作为非压电材料的蓝宝石基板的表面形成氮化铝的压电薄膜。另外,(ii)可例示:将作为非压电材料的硅基板与作为压电材料的LiTaO3基板层叠而成的层叠基板。
使用LiNbO3作为压电材料时,可例示:欧拉角(φ,θ,ψ)表述中的LiNbO3的切割角为φ、ψ=0±10°、θ=38±10°的压电材料;或φ、ψ=0±10°、θ=-85±15°的压电材料;或φ、ψ=0±10°、θ=131±15°或者φ=0±10°、θ=-90±10°、ψ=-90±10°的压电材料。
使用LiTaO3作为压电材料时,可例示:欧拉角(φ,θ,ψ)表述中的LiTaO3的切割角为φ、ψ=0±10°、θ=132±15°的压电材料;或φ、ψ=0±10°、θ=-90±15°的压电材料。
如图1中的(a)所示那样,连接于其中一个母线2a的电极指3a是以向配置于相向位置的母线2b侧伸出的方式设置。另外,连接于另一个母线2b的电极指3b是以向所述其中一个母线2a伸出的方式设置。而且,沿着电极指3a、电极指3b的并排方向观看时,连接于其中一个母线2a的电极指3a、与连接于另一个母线2b的电极指3b交错地交叉配置。
如上文所述那样,电极指3a、电极指3b交叉配置的区域相当于IDT电极的交叉区域ZAB。另外,从交叉区域ZAB观看,在各母线2a、母线2b侧,连接于其中一个母线2a、母线2b的电极指3a、电极指3b的前端部并未到达另一个母线2b、母线2a,由此形成有电极指3a、电极指3b未交叉的两个区域。这些区域相当于间隙区域RB。另外,将形成有各母线2a、母线2b的两个区域也称为母线区域SB。进而,将交叉区域ZAB的两端部侧且以包含各电极指3a、电极指3b的前端部的方式沿着纵向延伸的带状区域称为边缘区域EB。而且,将配置有电极指3a、电极指3b且将交叉区域ZAB、边缘区域EB及间隙区域RB合计的区域也称为电极指区域。
本案发明人等掌握了下述情况,即:在具备所述结构的SAW器件中,通过如图1中的(b)所示那样,(i)使边缘区域EB中的SAW的传播速度较交叉区域ZAB中的SAW的传播速度更为低速,以及(ii)相较于交叉区域ZAB中的SAW的传播速度,使母线区域SB中的SAW的传播速度更为高速,从而可将具有图1中的(c)所示的振幅分布的活塞模式的SAW激振。
以下,一方面参照图2中的(a)~图4中的(c),一方面对通过形成图1中的(b)所例示的SAW的传播速度的分布从而可将活塞模式的SAW激振的SAW器件的具体结构例进行说明。
以下,在使用图2中的(a)~图8中的(c)、图9中的(a)及(b)所说明的SAW器件中,对与使用图1中的(a)所说明的结构元件共同的结构元件标注与所述图中所用的符号共同的符号。
图2中的(a)表示第一实施方式的SAW器件的概略平面图,图2中的(b)表示A-A′位置的概略的纵截侧视图。
作为使用图1中的(b)所说明的、“相较于交叉区域ZAB中的SAW的传播速度,使母线区域SB中的SAW的传播速度更为高速”的第一个方法,本例的SAW器件中,使构成母线2a、母线2b的金属膜的厚度较构成电极指3a、电极指3b的金属膜的厚度更薄(图2中的(b))。
另外,作为第二个方法,以构成母线2a、母线2b的金属膜的密度较构成电极指3a、电极指3b的金属膜的密度更小的方式,来选定这些金属膜的材料。
由第二个方法的具体例来进行说明,可例示下述情况,即:当选择铝(Al)作为构成母线2a、母线2b的金属时,作为构成电极指3a、电极指3b的金属,选择铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、钨(W)、钼(Mo)、钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、钽(Ta)。
此外,分别构成母线2a、母线2b及电极指3a、电极指3b的金属不限定于所述的组合例,也可通过其他组合来使构成母线2a、母线2b的金属膜的密度较电极指3a、电极指3b更小。
第一个方法的具体例可例示下述情况,即:如图2中的(b)所示那样,分别形成包含厚度不同的金属膜的母线2a、母线2b与电极指3a、电极指3b。
对图2中的(b)所示的示例的制造法进行说明,在压电基板11的上表面形成包含铝的规定膜厚的金属膜后,通过蚀刻等而将母线2a、母线2b图案化。接着,在母线2a、母线2b经图案化的压电基板11的上表面形成膜厚较所述铝的金属膜更厚的铜的金属膜。然后,通过蚀刻等而将电极指3a、电极指3b图案化。由此,能够使构成母线2a、母线2b的金属膜的膜厚较电极指3a、电极指3b更薄。
此外,同时采用所述两个方法并非必要条件,也可使用共同的金属来形成仅使膜厚变化的母线2a、母线2b和电极指3a、电极指3b。可例示下述情况,即:利用铜来形成母线2a、母线2b和电极指3a、电极指3b两者,使电极指3a、电极指3b的膜厚较母线2a、母线2b的膜厚更厚。
或者,也可使用密度不同的金属,形成共同膜厚的母线2a、母线2b和电极指3a、电极指3b。可例示下述情况,即:利用铝来形成母线2a、母线2b,利用铜来形成电极指3a、电极指3b,并且使电极指3a、电极指3b及母线2a、母线2b的膜厚一致。
进而,本例的SAW器件以温度补偿(Temperature Compensate,TC)-SAW器件的形式构成,所述TC-SAW器件具备对构成压电基板11的压电材料的温度-频率特性的影响进行补偿的温度补偿功能。
如图2中的(b)所示那样,TC-SAW器件中,在形成有IDT电极(母线2a、母线2b、电极指3a、电极指3b)的压电基板11的上表面形成(以下也称为“装载”)有电介质膜5。此外,为了避免图示内容变得烦琐复杂,在作为平面图的图2中的(a)~图8中的(a)中,省略电介质膜5的记载(记载透视电介质膜5的下表面侧的状态)。
装载于TC-SAW器件的电介质膜5可使用具有与压电基板11的压电材料相反的频率温度特性的电介质膜。例如当压电基板11的压电材料具有伴随温度上升而激振的频率降低的负频率温度特性时,装载具有伴随温度上升而频率上升的正频率温度特性的电介质膜5。相反地,对于包含具有正频率温度特性的压电材料的压电基板11,装载具有负频率温度特性的电介质膜5。这样,通过装载具有与压电基板11相反的频率温度特性的电介质膜5,从而能够降低SAW器件周围的温度变化的影响。
例如上文已述的LiNbO3具有负频率温度特性。因此,可例示下述情况,即:对于由LiNbO3所构成的压电基板11,装载具有正频率温度特性的二氧化硅、氧氮化硅(化学计量比并无特别限定,既可为SiNO,也可为在SiO2中掺氮的氧氮化硅)、或掺氟二氧化硅的电介质膜5。包含这些材料的电介质膜5能够通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)或溅镀等方法而装载。
进而,本例的SAW器件如图2中的(a)及(b)所示那样,在上文所述的电介质膜5的更上表面侧,形成有传播速度调节膜4,所述传播速度调节膜4用于利用质量载荷效应来使边缘区域EB及间隙区域RB的SAW的传播速度降低。
为了获得质量载荷效应而形成的传播速度调节膜4的构成材料并无特别限定,考虑成膜的容易度、比重的大小等而选择金属或电介质。本例的SAW器件将成膜相对较容易且比重大的钛(Ti)设为传播速度调节膜4。
若示出其他SAW器件的概略的设计变量,则相对于与SAW器件的设计频率对应的波长λ,电极指3a、电极指3b的中心线间的距离d设定为λ/2。另外,从构成小型的SAW器件的观点来看,间隙区域RB的宽度尺寸设定为0.1d~2d(0.05λ~1λ),合适的是设定为0.4d~1d(0.2λ~0.5λ)左右。
根据以上所说明的结构的SAW器件,能够形成图2中的(c)所示的SAW的传播速度的分布图,因此可将活塞模式的SAW激振。
具备所述结构的SAW器件中,若施加设计频率的频率信号,则能够将活塞模式的SAW激振而获得Q值高且杂散少的频率响应。
根据本实施方式的SAW器件,有以下的效果。相较于一对IDT电极的电极指3a、电极指3b交叉的交叉区域ZAB中的SAW的传播速度,使设有母线2a、母线2b的母线区域SB中的SAW的传播速度更为高速,因此能够在不对现有的IDT电极追加新区域的情况下将活塞模式的声表面波激振。
此处,“相较于交叉区域ZAB中的SAW的传播速度,使母线区域SB中的SAW的传播速度更为高速”的方法不限定于上文已述的使构成母线2a、母线2b及电极指3a、电极指3b的金属膜的膜厚不同,或选定密度不同的金属膜的材料。
对于图3中的(a)~(c)所示的SAW器件,例如通过将形成在压电基板11的铜的金属膜图案化,从而形成有相同膜厚的母线2a、母线2b及电极指3a、电极指3b。
另一方面,在母线2a、母线2b的上表面(电极指区域的外侧),装载着相较于包含二氧化硅或掺氟二氧化硅的电介质膜5而SAW的传播速度更快的高速电介质膜51。掌握了下述情况,即:在上表面侧装载有高速电介质膜51的母线区域SB中,与装载有电介质膜5的其他区域相比较,SAW的传播速度变得高速。
构成高速电介质膜51的电介质可例示氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiN)。
另外,也可如图4中的(a)~(c)所示的SAW器件那样,形成装载在母线2a、母线2b(母线区域SB)的上表面侧的电介质膜5的膜厚较装载在其他区域(电极指区域)的电介质膜5的膜厚更薄的薄化区域52。SAW的传播速度随着使装载在上表面侧的电介质膜5的膜厚变薄而变得高速。因此,形成有薄化区域52的母线区域SB中,与装载有较所述薄化区域52更厚的电介质膜5的其他区域相比较,SAW的传播速度变得高速。
薄化区域52例如能够通过下述方式而形成,即:在SAW器件的整个面装载均匀膜厚的电介质膜5后,通过蚀刻而将母线区域SB的上表面侧的电介质膜5的一部分削去等。
另外,通过不在母线2a、母线2b的上表面侧(母线区域SB、即电极指区域的外侧)装载电介质膜5,也能够与装载有电介质膜5的其他区域相比较而使SAW的传播速度更为高速(图示省略)。
以上所说明的各种实施方式的SAW的传播速度的调节方法也能够组合适用于使用图2中的(a)~(c)所说明的上文已述的构成母线2a、母线2b及电极指3a、电极指3b的金属膜的膜厚、密度不同的SAW器件。
接着,一方面参照图5中的(a)~图8中的(c),一方面对使边缘区域EB中的SAW的传播速度降低的方法的变形例进行说明。
此处,在所述图5中的(a)~图8中的(c)所示的SAW器件,形成有多个虚拟电极31a、虚拟电极31b。虚拟电极31a、虚拟电极31b是在连接于其中一个母线2a、母线2b的多个电极指3a、电极指3b的前端部与另一个母线2b、母线2a之间,以远离所述前端部而从另一个母线2b、母线2a伸出的方式构成。
虚拟电极31a、虚拟电极31b具有抑制SAW器件的频率特性的杂散产生的效果。因此,也可在使用图2中的(a)~图4中的(c)所说明的各SAW器件中,也形成虚拟电极31a、虚拟电极31b。
形成有虚拟电极31a、虚拟电极31b的虚拟区域DB的宽度尺寸设定为0.2d~1d(0.1λ~0.5λ)左右。
图5中的(a)~(c)所示的SAW器件表示下述示例,即:代替图4中的(a)~(c)所示的带状的传播速度调节膜4,在电极指3a、电极指3b的边缘区域EB所包含的部分及虚拟电极31a、虚拟电极31b的虚拟区域DB所包含的部分,以格栅(grating)状形成有传播速度调节膜41。
另外,图6中的(a)~(c)所示的SAW器件表示下述示例,即:代替图4中的(a)~(c)所示的带状的传播速度调节膜4,在电极指3a、电极指3b的边缘区域EB所包含的部分且电极指3a、电极指3b的上表面侧,以格栅状形成有包含例如铜的传播速度调节膜41。因此,在本例的SAW器件中,在传播速度调节膜41的上表面侧装载有电介质膜5。
图6中的(a)~(c)中,为了方便图示,以电介质膜5的膜厚根据成膜位置而变化的方式进行记载,但通过CVD或溅镀等方法所装载的电介质膜5是:沿着下部侧的结构物(母线2a、母线2b、电极指3a、电极指3b、传播速度调节膜41)的阶差形状,而形成的具有基本一定膜厚的电介质膜5。因此,在传播速度调节膜41的下部侧的边缘区域EB中,除了伴随装载电介质膜5的质量载荷效应以外,可利用伴随装载传播速度调节膜41的质量载荷效应,而使SAW的传播速度较其他区域更为降低(图7中的(a)~(c)、图8中的(a)~(c)所示的SAW器件的示例中相同)。
接着,图7中的(a)~(c)所示的SAW器件表示下述示例,即:在电极指3a、电极指3b的基端部的下表面侧且面向到达边缘区域EB的下表面侧的区域,形成从母线2a、母线2b以电极指状延伸的传播速度调节膜41′,另外在电极指3a、电极指3b的前端部的下表面侧形成有铝的传播速度调节膜41。通过装载这些传播速度调节膜41′、传播速度调节膜41,也能够使边缘区域EB中的SAW的传播速度降低。
另外,作为图7中的(a)~(c)所示的SAW器件的变形例,如图8中的(a)~(c)所示的SAW器件那样,电极指3a、电极指3b的前端部的下表面侧的传播速度调节膜41的形成也可省略。
进而,将活塞模式的声表面波进行激振的SAW器件,也可不为装载有电介质膜5的TC-SAW器件。此时,当如图2中的(a)~图3中的(c)所示那样形成横跨电极指3a、电极指3b间的传播速度调节膜4时,从防止短路的观点来看,例如也可利用电介质来形成传播速度调节膜4。另外,此时传播速度调节膜4、41也可采用如氧化碲那样SAW的传播速度低的电介质。
另外,为了抑制伴随温度变化的膨胀、收缩的影响,也可在压电基板11的底面侧贴合热膨胀率小的支撑基板。支撑基板可例示硅(Si)、水晶(SiO2)、玻璃、金刚石(C)、蓝宝石(Al2O3)。也可进一步在支撑基板与压电基板11之间形成电介质层(例如二氧化硅)或金属层。
而且,为了使SAW器件具有耐候性,或为了进行SAW器件的频率调整(微调),也可在SAW器件的最上层形成上层膜。上层膜形成在较IDT电极(母线2a、母线2b、电极指3a、电极指3b、虚拟电极31a、虚拟电极31b)和传播速度调节膜4、传播速度调节膜41、传播速度调节膜41′、电介质膜5更靠上层侧。上层膜例如可由氮化硅构成。
以上所说明的SAW器件可在图2中的(a)~图8中的(c)所示的单体的SAW器件中用作电子零件。另外,也可将压电基板11纵向展开,在IDT电极的前后设置光栅反射器。
进而,所述SAW器件也能够适用于在共同的压电基板11设有多个IDT电极的声波共振器或声波滤波器。
而且,本例的SAW器件能够用于滤波器、双工器(duplexer)、四工器(quadplexer)、其他具有滤波器功能的元件。另外,所述元件能够组入被称为PAMiD、PAiD、PAD等的功率放大双工器模块(Power Amp Integrated Duplexer(功率放大集成双工器))、被称为DiFEM等的差异接收用模块(Diversity Front End Module(多样性前端模块))。
[实施例]
通过模拟来确认与SAW的传播速度分布相应的SAW器件的频率特性。
A.模拟条件
(实施例)
制作具有图2中的(c)所示的SAW的传播速度分布的SAW器件的仿真模型,研究频率-导纳特性。将其结果示于图10。
(比较例)
制作如图9中的(a)(b)所示那样具有相较于交叉区域ZAB中的SAW的传播速度,母线区域SB中的SAW的传播速度更为低速的SAW的传播速度分布的SAW器件的仿真模型,研究频率-导纳特性。将其结果示于图11。
B.模拟结果
根据图10所示的实施例的模拟结果,确认到SAW的共振点、反共振点,而可确认具备作为SAW器件可利用的特性。另外,也未观察到由高次的横模所引起的杂散,可构成插入损耗小的SAW器件。
另一方面,如图11所示,比较例的SAW器件中,确认到由高次的横模所引起的多数的杂散,可知与实施例的SAW器件相比而插入损耗变大。
这样,由实施例与比较例的比对也确认到,具备传播速度调节膜4的实施例的SAW器件具有杂散少的良好特性。

Claims (14)

1.一种声表面波器件,其特征在于,包括:
压电基板;以及
一对叉指换能器电极,包括:
一对母线,设置在所述压电基板上;以及
多个电极指,从所述母线各自向相向的母线彼此以梳齿状伸出,其中,所述一对叉指换能器电极设置有交叉区域,所述交叉区域为在沿着所述多个电极指的并排方向观看时,连接于其中一个母线的电极指、与连接于另一个母线的电极指交叉的区域,
在将所述交叉区域的端部侧且包含所述多个电极指的前端部而沿着所述母线延伸的带状区域称为边缘区域时,所述边缘区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域中的声表面波的传播速度更为低速,
相较于所述交叉区域中的声表面波的传播速度,作为设有所述母线的区域的母线区域中的声表面波的传播速度更为高速;
对于所述一对母线各自,在连接于其中一个母线的多个电极指的前端部、与另一个母线之间,设置有远离所述前端部而从另一个母线伸出的多个虚拟电极;
含有所述虚拟电极并沿着所述母线延伸的带状区域为虚拟区域,
在所述虚拟区域中的表面声波的传播速度,较所述边缘区域中的表面声波的传播速度更为高速、且较所述母线区域中的表面声波的传播速度更为低速,
在所述边缘区域和所述虚拟区域之间夹着的间隙区域中的声表面波的传播速度,较所述母线区域中的声表面波的传播速度更为高速。
2.根据权利要求1所述的声表面波器件,其特征在于,
在位于所述叉指换能器电极的所述边缘区域内的部分,设置有用于使声表面波的传播速度较所述交叉区域更为降低的传播速度调节膜。
3.根据权利要求1或2所述的声表面波器件,其特征在于,
在位于所述边缘区域内的电极指,设置有用于使声表面波的传播速度较所述交叉区域更为降低的扩宽部。
4.根据权利要求1或2所述的声表面波器件,其特征在于,
为了使所述母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,构成所述母线的金属膜的厚度较构成所述电极指的金属膜的厚度更薄。
5.根据权利要求1或2所述的声表面波器件,其特征在于,
为了使所述母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,构成所述母线的金属膜的密度较构成所述电极指的金属膜的密度更小。
6.根据权利要求1或2所述的声表面波器件,其特征在于,
在较所述叉指换能器电极更靠上层侧,设置有电介质膜,所述电介质膜具有:频率向与所述压电基板的温度-频率特性相反的方向变化的温度-频率特性。
7.根据权利要求6所述的声表面波器件,其特征在于,
为了使所述母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,设置在所述母线区域的所述电介质膜的厚度较设置在配置有所述电极指的电极指区域的所述电介质膜的厚度更薄。
8.根据权利要求6所述的声表面波器件,其特征在于,
为了使所述母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,相较于设置在配置有所述电极指的电极指区域的所述电介质膜,设置在所述母线区域的所述电介质膜是由声表面波的传播速度更快的电介质所构成。
9.根据权利要求6所述的声表面波器件,其特征在于,
为了使所述母线区域中的声表面波的传播速度较所述交叉区域更为高速,在配置有所述电极指的电极指区域设置有所述电介质膜,在所述母线区域未设置所述电介质膜。
10.根据权利要求6所述的声表面波器件,其特征在于,
所述压电基板的材料为LiNbO3或LiTaO3,所述电介质膜的材料为氧化硅、氧氮化硅或掺氟氧化硅。
11.根据权利要求1所述的声表面波器件,其特征在于,
在将形成有所述虚拟电极且沿着所述母线延伸的带状区域称为所述虚拟区域时,在位于所述虚拟电极及所述叉指换能器电极的所述虚拟区域内的部分,设置有用于使所述声表面波的传播速度降低的传播速度调节膜。
12.根据权利要求1或2所述的声表面波器件,其特征在于,
相对于相邻配置的电极指的中心线间的距离d,沿着所述电极指的延伸方向观看的所述交叉区域的端部与母线的间隔为0.1d~2d的范围内。
13.根据权利要求1或2所述的声表面波器件,其特征在于,
为了使所述声表面波器件具有耐候性,或为了进行频率调整,而包括:设置在所述声表面波器件的最上层的上层膜。
14.根据权利要求13所述的声表面波器件,其特征在于,
所述上层膜的材料为氮化硅。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020145567A (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 株式会社村田製作所 弾性波装置
US11652466B2 (en) * 2019-08-29 2023-05-16 Skyworks Solutions, Inc. Suppression of transverse mode spurious signals in surface acoustic wave devices utilizing a dense film above gap region of interdigital transducer electrodes
US11705883B2 (en) * 2019-10-24 2023-07-18 Skyworks Solutions, Inc. Acoustic wave resonator with mass loading strip for suppression of transverse mode
US11936367B2 (en) 2019-10-31 2024-03-19 Skyworks Solutions, Inc. Acoustic wave device with velocity reduction cover
US20210344322A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 RF360 Europe GmbH Surface acoustic wave electroacoustic device for reduced transversal modes
JP2022011770A (ja) * 2020-06-30 2022-01-17 NDK SAW devices株式会社 弾性表面波素子
US11405017B2 (en) 2020-10-05 2022-08-02 Resonant Inc. Acoustic matrix filters and radios using acoustic matrix filters
US20220352867A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with oxide strip acoustic confinement structures
CN113839648B (zh) * 2021-09-14 2023-08-29 常州承芯半导体有限公司 声表面波谐振装置及形成方法、滤波装置及射频前端装置
TWI789913B (zh) * 2021-09-16 2023-01-11 台灣嘉碩科技股份有限公司 利用有效反射結構的表面聲波諧振器及濾波器
WO2024043346A1 (ja) * 2022-08-26 2024-02-29 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2024043342A1 (ja) * 2022-08-26 2024-02-29 株式会社村田製作所 弾性波装置
CN115473506B (zh) * 2022-09-16 2023-08-22 南通大学 一种减小声表面波器件体积的方法
CN116208115A (zh) * 2023-02-07 2023-06-02 锐石创芯(重庆)科技有限公司 弹性波装置、弹性波装置的制作方法、滤波器及电子设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003087083A (ja) * 2001-07-04 2003-03-20 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波用のくし型電極部、弾性表面波装置、通信装置
CN101154935A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 Tdk株式会社 弹性表面波滤波器以及弹性表面波共振器
JP2009077209A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Seiko Epson Corp 弾性表面波共振子
US7576471B1 (en) * 2007-09-28 2009-08-18 Triquint Semiconductor, Inc. SAW filter operable in a piston mode
JP2012227626A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Panasonic Corp 弾性表面波素子
JP2016184951A (ja) * 2011-03-25 2016-10-20 スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社 高次横モード波を抑制した弾性波デバイス
JP2017199984A (ja) * 2016-04-25 2017-11-02 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2018003282A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 株式会社村田製作所 弾性波装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5221616U (zh) 1975-08-04 1977-02-16
JPS553020U (zh) 1978-06-22 1980-01-10
JP3412611B2 (ja) 2000-09-25 2003-06-03 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
JP3498215B2 (ja) * 2001-04-09 2004-02-16 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ、弾性表面波装置および通信装置
JP3929415B2 (ja) 2003-04-23 2007-06-13 富士通メディアデバイス株式会社 弾性表面波デバイス
JP5115184B2 (ja) * 2007-12-25 2013-01-09 パナソニック株式会社 弾性境界波デバイス、及びそれを用いたフィルタ、アンテナ共用器
US8384495B2 (en) * 2008-06-06 2013-02-26 Panasonic Corporation Acoustic wave duplexer
US7939989B2 (en) 2009-09-22 2011-05-10 Triquint Semiconductor, Inc. Piston mode acoustic wave device and method providing a high coupling factor
DE102010005596B4 (de) 2010-01-25 2015-11-05 Epcos Ag Elektroakustischer Wandler mit verringerten Verlusten durch transversale Emission und verbesserter Performance durch Unterdrückung transversaler Moden
JP5797979B2 (ja) 2011-08-31 2015-10-21 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
KR101690492B1 (ko) * 2013-05-29 2016-12-28 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치
WO2014192755A1 (ja) 2013-05-29 2014-12-04 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置
JP6494447B2 (ja) 2015-01-20 2019-04-03 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
FR3042648B1 (fr) * 2015-10-20 2018-09-07 Soitec Silicon On Insulator Dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de fabrication associe
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
JP6415469B2 (ja) 2016-03-22 2018-10-31 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並びに弾性波共振器の製造方法
JP6954799B2 (ja) * 2017-10-20 2021-10-27 株式会社村田製作所 弾性波装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003087083A (ja) * 2001-07-04 2003-03-20 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波用のくし型電極部、弾性表面波装置、通信装置
CN101154935A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 Tdk株式会社 弹性表面波滤波器以及弹性表面波共振器
JP2009077209A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Seiko Epson Corp 弾性表面波共振子
US7576471B1 (en) * 2007-09-28 2009-08-18 Triquint Semiconductor, Inc. SAW filter operable in a piston mode
JP2016184951A (ja) * 2011-03-25 2016-10-20 スカイワークスフィルターソリューションズジャパン株式会社 高次横モード波を抑制した弾性波デバイス
JP2012227626A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Panasonic Corp 弾性表面波素子
JP2017199984A (ja) * 2016-04-25 2017-11-02 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2018003282A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 株式会社村田製作所 弾性波装置

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Publication number Publication date
JP2020088459A (ja) 2020-06-04
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