CN112534718B - 弹性波装置以及梯型滤波器 - Google Patents
弹性波装置以及梯型滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112534718B CN112534718B CN201980050917.3A CN201980050917A CN112534718B CN 112534718 B CN112534718 B CN 112534718B CN 201980050917 A CN201980050917 A CN 201980050917A CN 112534718 B CN112534718 B CN 112534718B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elastic wave
- bus bar
- dielectric film
- wave device
- piezoelectric body
- 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.)
- Active
Links
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 159
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
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
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/131—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials consisting of a multilayered structure
-
- 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
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02992—Details of bus bars, contact pads or other electrical connections for finger electrodes
-
- 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
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
-
- 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
- H03H9/02858—Means for compensation or elimination of undesirable effects of wave front distortion
-
- 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
- H03H9/02881—Means for compensation or elimination of undesirable effects of diffraction of wave beam
-
- 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
- H03H9/14544—Transducers of particular shape or position
- H03H9/1457—Transducers having different finger widths
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/566—Electric coupling means therefor
- H03H9/568—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种相对带宽宽且抑制IDT电极的浪涌击穿的弹性波装置。弹性波装置(1)，在压电体(2)上设置有IDT电极(3)，IDT电极(3)具有第1汇流条(4a)、第2汇流条(5a)、和多根第1电极指(4b)以及第2电极指(5b)，设置有第1电介质膜(6)，使得从第1电极指(4b)的前端部与压电体(2)之间经过第1缝隙(9a)到达第2汇流条(5a)与压电体(2)之间，第2电极指(5b)在交叉宽度的中央与压电体(2)直接接触，第1电介质膜(6)的介电常数比压电体(2)的介电常数低。
Description
技术领域
本发明涉及在IDT电极的一部分与压电体之间设置有电介质的弹性波装置以及梯型滤波器。
背景技术
例如，下述的专利文献1公开了在压电体上设置了IDT电极的弹性波装置。该IDT电极具有第1汇流条、第2汇流条和分别与第1汇流条、第2汇流条连接的多根第1电极指以及多根第2电极指。多根第1电极指和多根第2电极指彼此相互交替插入。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-263662号公报
发明内容
发明要解决的课题
压电体的介电常数比较大。因此，若在压电体上直接设置IDT电极，则IDT电极的第1电极指、第2电极指的前端与第2汇流条、第1汇流条之间的电容往往会变大。
上述电容相对于在第1电极指与第2电极指之间产生的电容并联地连接。因此，若在第1电极指、第2电极指的前端与第2汇流条或第1汇流条之间产生的上述电容变大，则IDT电极整体的电容变大。因此，在使用在压电体上直接设置有IDT电极的弹性波装置构成了弹性波谐振器的情况下，存在反谐振频率靠近谐振频率侧，相对带宽变窄的情况。
此外，若在压电体上直接设置有IDT电极，则起因于压电体的电场特别集中在IDT电极的第1电极指、第2电极指的前端与第2汇流条、第1汇流条之间，导致有可能会产生浪涌击穿。
本发明的目的在于，提供一种具有宽的相对带宽且抑制IDT电极的浪涌击穿的弹性波装置。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置是如下的弹性波装置，即，具备：压电体；以及IDT电极，设置在所述压电体上，所述IDT电极具有：第1汇流条；第2汇流条，与所述第1汇流条隔开设置；以及多根第1电极指以及多根第2电极指，分别具有基端和前端，所述多根第1电极指和所述多根第2电极指相互交替插入，所述第1电极指的所述基端与所述第1汇流条连接，所述第1电极指的所述前端与所述第2汇流条隔开第1缝隙配置，所述多根第2电极指的所述基端与所述第2汇流条连接，所述第2电极指的所述前端与所述第1汇流条隔开第2缝隙配置，还具备：第1电介质膜，设置为从所述第1电极指的前端部与所述压电体之间经过所述第1缝隙到达所述第2汇流条与所述压电体之间，所述第2电极指在交叉宽度的中央与所述压电体直接接触，所述第1电介质膜的介电常数比所述压电体的介电常数低。
发明效果
根据本发明涉及的弹性波装置，能够拓宽相对带宽，且能够抑制IDT电极的浪涌击穿。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的侧视剖视图。
图2是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
图3是示出关于第1实施方式的实施例1的弹性波装置以及比较例1的弹性波装置的谐振特性的图。
图4是示出实施例1以及实施例2的弹性波装置的谐振特性的图。
图5是示出第1实施方式的弹性波装置的变形例中的IDT电极的俯视图。
图6是用于说明第2实施方式的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图7是用于说明第3实施方式的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图8是第4实施方式涉及的弹性波装置的侧视剖视图。
图9是第5实施方式涉及的弹性波装置的侧视剖视图。
图10是用于说明第6实施方式涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图11是作为第7实施方式的梯型滤波器的电路图。
图12是用于说明图11所示的梯型滤波器的串联臂谐振器的电极构造的示意性俯视图。
图13是具有图12所示的电极构造的弹性波装置的侧视剖视图。
图14是用于说明串联臂谐振器的IDT电极的变形例的俯视图。
图15是用于说明第8实施方式涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图16是第9实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，由此明确本发明。
另外，需要指出，在本说明书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是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的侧视剖视图，图2是第1实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。另外，图1是沿着图2中的A-A线的部分的侧视剖视图。
弹性波装置1具有压电体2和设置在压电体2上的IDT电极3。在IDT电极3的弹性波传播方向两侧设置有反射器10a、10b。由此，构成单端口型的弹性波谐振器。
在本实施方式中，压电体2包含钽酸锂。钽酸锂的介电常数为40。另外，压电体2并不限于钽酸锂，也可以包含铌酸锂等其它压电单晶，还可以包含压电陶瓷。此外，如后所述，压电体2并不限定于整体包含压电材料。也可以使用在支承基板上层叠了压电膜的压电体等。
IDT电极3以及反射器10a、10b包含适当的金属或合金。此外，IDT电极3以及反射器10a、10b也可以包含层叠有多个金属膜的层叠金属膜。
在图2中，反射器10a、10b用在矩形的框中带X的符号来示出。更详细地，反射器10a、10b为栅状反射器(grating reflector)。即，在反射器10a、10b中，多根电极指在两端被短路。
IDT电极3具有第1梳齿电极4和第2梳齿电极5。第1梳齿电极4具有第1汇流条4a和基端与第1汇流条4a连接的多根第1电极指4b。第2梳齿电极5具有第2汇流条5a和基端与第2汇流条5a连接的多根第2电极指5b。
多根第1电极指4b向第2汇流条5a侧延伸。第1电极指4b的前端相对于第2汇流条5a隔着第1缝隙9a隔开。
第2电极指5b向第1汇流条4a侧延伸。第2电极指5b的前端相对于第1汇流条4a隔着第2缝隙9b隔开。
多根第1电极指4b和多根第2电极指5b彼此相互交替插入。在弹性波传播方向上观察时，多根第1电极指4b和多根第2电极指5b彼此重叠的区域为交叉区域。交叉区域的沿着第1电极指4b、第2电极指5b延伸的方向的尺寸成为交叉宽度。
若在第1电极指4b、第2电极指5b间施加交流电场，则在交叉区域中强烈地激励弹性波。因此，弹性波的激励强度在交叉宽度的中央变得最强。
另外，弹性波传播方向是与第1电极指4b以及第2电极指5b延伸的方向正交的方向，且是与压电体2的第1主面2a平行的方向。
在弹性波装置1中，在压电体2的第1主面2a上设置有第1电介质膜6以及第2电介质膜7。
在此，所谓第1电极指4b、第2电极指5b的前端部，是指如下的部分的一部分，即，是包含前端并从前端向交叉宽度的中央侧延伸的区域，但是不到达交叉宽度的中央。第1电介质膜6从上述第1电极指4b的前端部与压电体2的第1主面2a之间经过第1缝隙9a到达第2汇流条5a与压电体2的第1主面2a之间。即，在图2中，第1电介质膜6设置在用B示出的区域。
另外，在图2以及后述的图6、图7、图10等中设置有第1电介质膜、第2电介质膜的区域附上虚线的影线来示出。第1电介质膜6以及第2电介质膜7位于IDT电极3的下方，但为了使设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7的区域易懂，附上虚线的影线来示出。
第2电介质膜7设置为从第2电极指5b的前端部与压电体2的第1主面2a之间经过第2缝隙9b到达第1汇流条4a与压电体2的第1主面2a之间。
虽然没有特别限定，但是在本实施方式中，第1电介质膜6遍及第2汇流条5a的弹性波传播方向上的整个长度进行设置。第2电介质膜7遍及第1汇流条4a的弹性波传播方向上的整个长度进行设置。
即，第1电介质膜6、第2电介质膜7设置为遍及IDT电极3的弹性波传播方向上的整个长度。
上述第1电介质膜6以及第2电介质膜7包含其介电常数比压电体2的介电常数低的电介质。在本实施方式中，第1电介质膜6、第2电介质膜7包含五氧化钽。五氧化钽的介电常数为8。另外，作为上述电介质，只要比压电体2的介电常数低，其材料就没有特别限定。例如，能够使用氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮化铝等电介质。氧化硅的介电常数为4。
在弹性波装置1中，设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7，且在第1电极指4b、第2电极指5b的交叉宽度的中央的区域中，第1电极指4b、第2电极指5b与压电体2直接接触。因为设置有上述第1电介质膜6、第2电介质膜7，所以能够减小并联地连接的电容。因此，与上述的在先技术记载的弹性波装置相比，能够拓宽相对带宽。除此以外，因为第1电极指4b、第2电极指5b的交叉宽度的中央的区域与压电体2直接接触，所以能够使弹性波的激励强度足够强。因此，能够提高机电耦合系数，由此，也能够拓宽相对带宽。另外，所谓交叉宽度的中央的区域，只要是至少包含交叉宽度的交叉宽度方向上的中央的区域即可。
另外，也可以不设置第2电介质膜7。只要设置有第1电介质膜6，就能够拓宽相对带宽，且能够抑制浪涌击穿。
图3是示出关于上述第1实施方式的弹性波装置1的实施例1的弹性波装置和比较例1的弹性波装置的谐振特性的图。比较例1除了未设置第1电介质膜、第2电介质膜以外与实施例1同样地构成。另外，实施例1的弹性波装置的设计参数设为如下。
IDT电极3以及反射器10a、10b的材料：Ti和Al的层叠膜，厚度分别为Ti＝10nm、Al＝100nm。
IDT电极3中的电极指的对数＝150对。
IDT电极3中的电极指间距所决定的波长λ＝2μm。
交叉宽度＝20μm。
第1缝隙9a、第2缝隙9b的与弹性波传播方向正交的方向上的尺寸＝0.3μm。
第1汇流条4a、第2汇流条5a的沿着弹性波传播方向的尺寸＝300μm，与弹性波传播方向正交的方向上的尺寸＝10μm。
反射器10a、10b中的电极指的根数＝41根。
第1电介质膜6、第2电介质膜7的材料＝五氧化钽。
第1电介质膜6、第2电介质膜7的膜厚＝30nm。
第1电介质膜6、第2电介质膜7的与弹性波传播方向正交的方向上的尺寸B＝11.3μm。
因此，在第1电介质膜6上重叠有第1电极指4b的前端部分的区域的沿着与弹性波传播方向正交的方向的尺寸成为1μm。同样地，在第2电介质膜7上重叠有第2电极指5b的前端部的区域的沿着与弹性波传播方向正交的方向的尺寸成为1μm。
如图3所示，在实施例1的弹性波装置1中，与比较例1的弹性波装置相比，谐振频率变低，由此，相对带宽变宽。
此外，在实施例1的弹性波装置1中，与比较例1的弹性波装置不同，在第1电极指、第2电极指的前端与第2汇流条、第1汇流条之间(第1缝隙和第2缝隙)分别设置有第1电介质膜以及第2电介质膜。因此，在第1电极指、第2电极指的前端与第2汇流条、第1汇流条之间，绝缘电阻变大，因此还产生能够抑制浪涌击穿这样的效果。
如前所述，第1电介质膜6、第2电介质膜7能够包含各种各样的电介质。图4的实线示出上述实施例1的弹性波装置的谐振特性，虚线示出实施例2的弹性波装置的谐振特性。实施例2除了第1电介质膜6、第2电介质膜7代替五氧化钽而变更为氧化硅以外，与实施例1同样地构成。
根据图4可明确，与用实线示出的实施例1的谐振特性相比，在用虚线示出的实施例2的谐振特性中，反谐振频率位于更靠高频侧。因此，在实施例2中，能够更进一步拓宽相对带宽。
在实施例2中，之所以能够比实施例1拓宽相对带宽，是因为氧化硅的介电常数为4，比五氧化钽的介电常数低。
不过，在实施例2中，在谐振频率与反谐振频率之间的频带中，出现了多个纹波。认为这是由横模纹波造成的。因此，在想要抑制横模纹波的情况下，与实施例2相比，更优选使用了五氧化钽的实施例1。
另外，图5是示出第1实施方式的弹性波装置的变形例中的IDT电极的俯视图。在图5中，设置有第1电介质膜、第2电介质膜的区域附上点阵的影线来示出。在第1电极指4b、第2电极指5b中，将沿着弹性波传播方向(与第1电极指4b、第2电极指5b延伸的方向正交的方向)的尺寸设为电极指的宽度。也可以是，至少形成在第1电介质膜6、第2电介质膜7上的第1电极指4b、第2电极指5b的宽度与第1电极指4b、第2电极指5b的剩余的部分的宽度相比，例如，与交叉宽度的中央的区域中的第1电极指4b、第2电极指5b的宽度相比变窄。在该情况下，能够更可靠地抑制浪涌击穿。此外，此时，第1电极指4b、第2电极指5b的宽度变窄的部分也可以延伸，使得到达未形成在第1电介质膜6、第2电介质膜7上的第1电极指4b、第2电极指5b的剩余的部分的一部分。
图6是用于说明本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
在第2实施方式的弹性波装置21中，第1汇流条4a以及第2汇流条5a的构造与第1实施方式的弹性波装置1不同。关于其它构造，弹性波装置21设为与弹性波装置1相同。
如图6所示，第1汇流条4a具有内侧汇流条4a1、中间汇流条4a2以及外侧汇流条4a3。在IDT电极3中，在将交叉区域设为中央的情况下，在交叉宽度方向上，将靠近交叉区域的一侧设为内侧，将离交叉区域远的一侧设为外侧。
在内侧汇流条4a1连接有多根第1电极指4b的基端。内侧汇流条4a1以及外侧汇流条4a3在弹性波传播方向上延伸。中间汇流条4a2包含将内侧汇流条4a1和外侧汇流条4a3连结的多个连结部。连结部间的区域设为开口4a4。
第2汇流条5a也同样地具有内侧汇流条5a1、中间汇流条5a2以及外侧汇流条5a3。中间汇流条5a2的各连结部间的区域设为开口5a4。
第1电介质膜6设置为从多根第1电极指4b的前端部与压电体2的第1主面2a之间的区域隔着第1缝隙9a到达第2汇流条5a的内侧汇流条5a1与压电体2的第1主面2a之间的区域。第1电介质膜6的交叉宽度方向上的尺寸B如图所示。第2电介质膜7也与第1电介质膜6同样地设置。
另外，在弹性波装置21中，包含中间汇流条4a2以及开口4a4的区域、包含中间汇流条5a2以及开口5a4的区域中的声速被设为比电极指4b、5b的前端部的声速高。因此，由于形成有高声速区域，所以难以产生Q值的劣化。
另外，第1电介质膜6、第2电介质膜7只要在第1汇流条4a、第2汇流条5a中至少设置在内侧汇流条4a1、5a1与压电体2之间即可。换言之，第1电介质膜6、第2电介质膜7也可以到达比内侧汇流条5a1、4a1更靠交叉宽度方向上的外侧。
例如，在图7所示的第3实施方式的弹性波装置31中，第1电介质膜6、第2电介质膜7设置为到达比内侧汇流条4a1、5a1与压电体2的第1主面2a之间的区域更靠外侧，还到达中间汇流条4a2、5a2以及外侧汇流条4a3、5a3与压电体2的第1主面2a之间。
图8是本发明的第4实施方式涉及的弹性波装置的侧视剖视图。在图8所示的弹性波装置41中，在压电体45上层叠有第1电介质膜46、第2电介质膜47。压电体45具有在作为高声速构件的支承基板42上层叠了低声速膜43以及压电薄膜44的构造。在此，所谓高声速构件，设为如下构件，即，包含传播的弹性波的声速比在压电薄膜44传播的弹性波的声速高的高声速材料。压电薄膜44由钽酸锂膜构成。压电体45虽然具有由钽酸锂膜构成的压电薄膜44，但是因为具有上述层叠构造，所以其倒速度面(reverse-velocity surface)是凸的。
支承基板42是包含高声速材料的高声速支承基板。低声速膜43包含低声速材料。在低声速材料传播的弹性波的声速比在压电薄膜44传播的弹性波的声速低。
构成低声速膜43的低声速材料、构成作为高声速构件的支承基板42的高声速材料只要满足上述声速关系就没有特别限定。例如，关于低声速材料，能够使用氧化硅、氮氧化硅等电介质、合成树脂等。关于高声速材料，也能够使用矾土、氮氧化硅、氮化铝、石英、蓝宝石、金刚石、碳化硅、硅等电介质或半导体、或金属等。
另外，虽然在弹性波装置41中，支承基板42包含高声速材料，但是也可以将在图8用虚线示出的高声速膜42A层叠在支承基板42上。高声速膜42A包含高声速材料。在该情况下，能够由高声速材料以外的材料构成支承基板42。
第1电介质膜46、第2电介质膜47的声速优选比在压电薄膜44传播的弹性波的声速低。由此，能够更有效地将弹性波的能量封闭在压电薄膜44内。
此外，在弹性波装置41中，第1电介质膜46、第2电介质膜47包含层叠电介质膜。像这样，本发明中的第1电介质膜46、第2电介质膜47也可以具有层叠了多个电介质膜的构造，关于其层叠数目，也没有特别限定。
在本实施方式中，压电体侧电介质膜46a、47a包含五氧化钽，IDT电极侧电介质膜46b、47b包含氧化硅。在该情况下，靠近IDT电极3的一侧的IDT电极侧电介质膜46b、47b的介电常数变得小至4。因此，能够更有效地拓宽相对带宽。
不过，相反地，也可以像图9所示的第5实施方式的弹性波装置51那样，压电体侧电介质膜46a包含氧化硅，IDT电极侧电介质膜46b包含五氧化钽。五氧化钽的声速比氧化硅的声速低。因此，变成声速低的电介质膜位于IDT电极3侧。由此，能够有效地降低声速，能够减小第1电介质膜46整体的厚度。因而，难以引起断线。除此以外，例如，在应用于利用了如图6以及图7所示的活塞模式的构造的情况下，通过降低声速，从而变得能够仅将第1电介质膜、第2电介质膜变薄。
在使用上述层叠电介质膜的情况下，其厚度没有特别限定，包含五氧化钽的压电体侧电介质膜46a的厚度设为5nm～50nm程度，包含氧化硅的IDT电极侧电介质膜46b的厚度也设为5nm～50nm程度。
在第5实施方式中，第2电介质膜47也与第1电介质膜46同样地构成。
虽然在第4实施方式以及第5实施方式中，第1电介质膜46、第2电介质膜47为层叠电介质膜，但是在第4实施方式以及第5实施方式中，也可以使用单层的电介质膜。
另外，虽然在第1实施方式～第5实施方式中，第1电介质膜和第2电介质膜具有相同的结构，但是第1电介质膜和第2电介质膜也可以具有不同的材料以及膜厚。
图10是用于说明第6实施方式涉及的弹性波装置61的电极构造的示意性俯视图。IDT电极3与第1实施方式的弹性波装置1的IDT电极3同样地构成。
弹性波装置61与第1实施方式的弹性波装置1的不同之处在于，设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7的区域。即，第1电介质膜6、第2电介质膜7在弹性波传播方向上未遍及第1汇流条4a以及第2汇流条5a的弹性波传播方向上的整个长度。第1电介质膜6以及第2电介质膜7设置为在IDT电极3中从图10的左侧端部到达IDT电极3的弹性波传播方向中央。在从IDT电极3的弹性波传播方向中央到达IDT电极3的右侧端部的区域中，设置有不到达第1缝隙9a、第2缝隙9b的第3电介质膜62、63。第3电介质膜62、63设置在从第1电极指4b的前端或第2电极指5b的前端朝向交叉宽度的中央侧延伸的区域。由此，构成低声速区域。
在弹性波装置61中，在IDT电极3的弹性波传播方向上的一部分的区域中，设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7。在除设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7的一部分的区域以外的剩余的区域中，在第1汇流条4a或第2汇流条5a和第2电极指5b或第1电极指4b对置的部分中，未设置第1电介质膜6、第2电介质膜7。因此，可认为，与第1实施方式的弹性波装置1的情况相比，相对带宽变窄。然而，如果与完全没有第1电介质膜6、第2电介质膜7的以往的弹性波装置相比，则能够拓宽相对带宽。像这样，在本发明中，第1电介质膜6、第2电介质膜7在IDT电极3中无需遍及弹性波传播方向上的整个长度。此外，通过调整设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7的区域的大小，从而能够调整相对带宽的宽度。
图11是用于说明作为第7实施方式的梯型滤波器的电路图。梯型滤波器71具有多个串联臂谐振器S1、S2和并联臂谐振器P1。另外，并联臂谐振器P1也可以设置有多个。此外，梯型滤波器的级数没有特别限定。
在梯型滤波器71中，串联臂谐振器S1、S2以及并联臂谐振器P1分别包含弹性波谐振器。并联臂谐振器P1包含第1实施方式的弹性波装置1。此外，串联臂谐振器S1包含第6实施方式的弹性波装置61。串联臂谐振器S2包含具有图12以及图13所示的电极构造的弹性波装置。
图12以及图13所示的弹性波装置72具有电介质膜73、74。在弹性波装置72中，交叉区域具有中央区域和设置在中央区域的交叉宽度方向上的两侧外侧的低声速区域。在该低声速区域的前端部设置有电介质膜73、74。通过将电介质膜73、74设置在第1电极指4b、第2电极指5b与压电体2的第1主面2a之间，从而构成低声速区域。另外，电介质膜73、74也可以设置为层叠在多根第1电极指4b、第2电极指5b上。
在本发明的梯型滤波器中，作为串联臂谐振器S1、并联臂谐振器P1，也可以使用本发明涉及的弹性波装置。在该情况下，在串联臂谐振器S1以及并联臂谐振器P1中，通过调整设置有上述第1电介质膜、第2电介质膜的区域的大小，从而能够容易地调整相对带宽。此外，也可以将本发明的弹性波装置以外的弹性波装置与本发明的弹性波装置进行组合。例如，像本实施方式那样，串联臂谐振器S2使用本发明的弹性波装置72。由此，能够容易地调整梯型滤波器71的通带。
优选地，像本实施方式那样，优选并联臂谐振器构成为本发明的弹性波装置。在梯型滤波器中，在并联臂谐振器中，要求相对带宽大。另一方面，在串联臂谐振器中，为了提高滤波器特性的陡峭性，相对带宽最好小。因此，最好像梯型滤波器71那样，作为并联臂谐振器P1而使用本发明的弹性波装置。作为串联臂谐振器，最好使用如下的弹性波装置，即，第1电介质膜、第2电介质膜未设置在第1汇流条、第2汇流条与压电体之间，也未设置在第1电极指、第2电极指的前端部与压电体之间。不过，在串联臂谐振器中，也可以使用部分地设置有第1电介质膜、第2电介质膜的本发明的弹性波装置。
即，只要是如下的结构即可，即，多个谐振器之中至少两个谐振器为按照本发明构成的弹性波装置，且沿着弹性波传播方向设置有第1电介质膜、第2电介质膜的区域在至少两个上述弹性波装置中不同。由此，能够实现各种各样的滤波器特性的梯型滤波器。
此外，在上述梯型滤波器71中，作为串联臂谐振器，也可以使用图14所示的弹性波装置81。在弹性波装置81中，交叉区域具有中央部和设置在中央部的外侧的第1低声速区域、第2低声速区域。在该第1低声速区域、第2低声速区域中，第1电极指4b以及第2电极指5b的作为沿着弹性波传播方向的尺寸的宽度设得比中央部处的沿着弹性波传播方向的尺寸大。由此，设置有低声速区域。即，并不限于像弹性波装置72那样使用电介质膜73、74构成低声速区域，也可以通过设置宽幅部82而构成低声速区域。
图15是用于说明第8实施方式涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
在第8实施方式的弹性波装置中，第1IDT电极3A具有补偿电极指(offsetelectrode finger)4c、5c。补偿电极指4c的基端与第1汇流条4a相连，且偏移电极指4c向第2电极指5b侧延伸。偏移电极指4c的前端与第2电极指5b隔着缝隙对置。偏移电极指5c的基端与第2汇流条5a连接，前端向第1电极指4b侧延伸。偏移电极指5c的前端与第1电极指4b的前端隔着缝隙对置。像这样，在本发明涉及的弹性波装置中，也可以是，IDT电极3A具有偏移电极指4c、5c。在该情况下，第1电介质膜6以及第2电介质膜7不到达第2汇流条5a、第1汇流条4a，只要延伸至偏移电极指5c或偏移电极指4c的前端部即可。此外，第1电介质膜6、第2电介质膜7也无需延伸至偏移电极指4c、5c的下方的整个区域(从偏移电极指4c、5c各自的前端至基端的区域)。另外，这样的偏移电极指也作为本发明中的汇流条的一部分。
图16是第9实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。在第9实施方式的弹性波装置1A中，除了未设置第1电介质膜6以外，与图2所示的弹性波装置1相同。像这样，在本发明中，也可以仅设置有第1电介质膜6、第2电介质膜7中的一者。
另外，作为上述的第1实施方式～第9实施方式的弹性波装置，虽然对弹性波谐振器进行了说明，但是本发明还能够应用于谐振器型弹性波滤波器。
附图标记说明
1、1A：弹性波装置；
2：压电体；
2a：第1主面；
3、3A：IDT电极；
4：第1梳齿电极；
4a：第1汇流条
4a1：内侧汇流条；
4a2：中间汇流条；
4a3：外侧汇流条；
4a4：开口；
4b：第1电极指；
4c、5c：偏移电极指；
5：第2梳齿电极；
5a：第2汇流条；
5a1：内侧汇流条；
5a2：中间汇流条；
5a3：外侧汇流条；
5a4：开口；
5b：第2电极指
6：第1电介质膜；
7：第2电介质膜；
9a：第1缝隙
9b：第2缝隙；
10a、10b：反射器；
21、31、41、51、61、72、81：弹性波装置；
42：支承基板；
42A：高声速膜；
43：低声速膜；
44：压电薄膜；
45：压电体；
46：第1电介质膜；
46a、47a：压电体侧电介质膜；
46b、47b：IDT电极侧电介质膜；
47：第2电介质膜；
62、63：第3电介质膜；
71：梯型滤波器；
73、74：电介质膜；
82：宽幅部；
P1：并联臂谐振器；
S1、S2：串联臂谐振器。
Claims (15)
1.一种弹性波装置，具备：
压电体；以及
IDT电极，设置在所述压电体上，
所述IDT电极具有：第1汇流条；第2汇流条，与所述第1汇流条隔开设置；以及多根第1电极指以及多根第2电极指，分别具有基端和前端，所述多根第1电极指和所述多根第2电极指相互交替插入，所述第1电极指的所述基端与所述第1汇流条连接，所述第1电极指的所述前端与所述第2汇流条隔开第1缝隙配置，所述多根第2电极指的所述基端与所述第2汇流条连接，所述第2电极指的所述前端与所述第1汇流条隔开第2缝隙配置，
所述弹性波装置还具备：第1电介质膜，设置为从所述第1电极指的前端部与所述压电体之间经过所述第1缝隙到达所述第2汇流条与所述压电体之间，
所述第2电极指在交叉宽度的中央与所述压电体直接接触，
所述第1电介质膜的介电常数比所述压电体的介电常数低。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述第1汇流条以及所述第2汇流条具有：内侧汇流条，与所述第1电极指或所述第2电极指连接；外侧汇流条，比所述内侧汇流条在交叉宽度方向上位于靠外侧的位置；以及包含中间汇流条的区域，所述中间汇流条将所述内侧汇流条和所述外侧汇流条连结，包含所述中间汇流条的区域的声速比所述第1电极指以及第2电极指的所述前端部的声速高。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
所述第1电介质膜设置为至少到达所述内侧汇流条与所述压电体之间。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备：第2电介质膜，设置为从所述第2电极指的前端部与所述压电体之间经过所述第2缝隙到达所述第1汇流条与所述压电体之间，
所述第1电极指在交叉宽度的中央与所述压电体直接接触，
所述第2电介质膜的介电常数比所述压电体的介电常数低。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电体具有高声速构件、压电薄膜、以及层叠在所述高声速构件与所述压电薄膜之间的低声速膜，
在所述高声速构件传播的弹性波的声速比在所述压电薄膜传播的弹性波的声速高，在所述低声速膜传播的弹性波的声速比在所述压电薄膜传播的弹性波的声速低。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
所述高声速构件具有支承基板和设置在所述支承基板上的高声速膜，在所述高声速膜传播的弹性波的声速比在所述压电薄膜传播的弹性波的声速高。
7.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
所述高声速构件为高声速支承基板。
8.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电体的倒速度面是凸的，
所述第1电介质膜的声速比在所述压电体传播的弹性波的声速低。
9.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1电介质膜包含层叠有多个电介质膜的层叠电介质膜。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，
所述层叠电介质膜具有：压电体侧电介质膜，配置在所述压电体侧；以及IDT电极侧电介质膜，配置在比所述压电体侧电介质膜靠所述IDT电极侧。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
所述压电体侧电介质膜的声速比所述IDT电极侧电介质膜的声速快。
12.根据权利要求10或11所述的弹性波装置，其中，
所述压电体侧电介质膜的介电常数比所述压电体的介电常数低，且比所述IDT电极侧电介质膜的介电常数高。
13.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1电介质膜设置在所述IDT电极的所述第1汇流条以及所述第2汇流条的沿着弹性波传播方向的一部分的区域。
14.根据权利要求13所述的弹性波装置，其中，
在除所述一部分的区域以外的剩余的区域中，在所述第1汇流条和所述第2电极指对置的部分，未设置所述第1电介质膜。
15.一种梯型滤波器，使用了权利要求1～14中的任一项所述的弹性波装置来作为谐振器。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018161636 | 2018-08-30 | ||
| JP2018-161636 | 2018-08-30 | ||
| PCT/JP2019/033536 WO2020045442A1 (ja) | 2018-08-30 | 2019-08-27 | 弾性波装置及びラダー型フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112534718A CN112534718A (zh) | 2021-03-19 |
| CN112534718B true CN112534718B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=69644350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201980050917.3A Active CN112534718B (zh) | 2018-08-30 | 2019-08-27 | 弹性波装置以及梯型滤波器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11973487B2 (zh) |
| JP (1) | JP7001172B2 (zh) |
| KR (1) | KR102584698B1 (zh) |
| CN (1) | CN112534718B (zh) |
| WO (1) | WO2020045442A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115668768A (zh) * | 2020-05-27 | 2023-01-31 | 株式会社村田制作所 | 弹性波装置 |
| WO2022131237A1 (ja) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びラダー型フィルタ |
| CN116671009A (zh) * | 2020-12-23 | 2023-08-29 | 株式会社村田制作所 | 弹性波装置 |
| WO2022242869A1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Surface acoustic wave device with improved topologies for reduction of transverse spurious modes |
| WO2023167221A1 (ja) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 京セラ株式会社 | 複合基板、弾性波素子、モジュール及び通信装置 |
| WO2023241786A1 (en) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Surface acoustic wave resonator element and electronic apparatus comprising said surface acoustic wave resonator element |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103392213A (zh) * | 2011-02-25 | 2013-11-13 | 株式会社村田制作所 | 可变电容元件以及可调谐滤波器 |
| CN107005226A (zh) * | 2014-12-02 | 2017-08-01 | 京瓷株式会社 | 弹性波元件、分波器以及通信模块 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5094933B2 (ja) | 2010-08-23 | 2012-12-12 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波素子および通信装置 |
| JPWO2012127793A1 (ja) * | 2011-03-22 | 2014-07-24 | パナソニック株式会社 | 弾性波素子 |
| WO2015098694A1 (ja) | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
| JP6284800B2 (ja) | 2014-03-26 | 2018-02-28 | 太陽誘電株式会社 | 弾性表面波デバイス及びフィルタ |
| US9698754B2 (en) * | 2014-05-29 | 2017-07-04 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Capacitive coupled resonator and filter device with comb electrodes and support frame separation from piezoelectric layer |
| DE112015005349B4 (de) * | 2014-11-28 | 2023-05-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vorrichtung für elastische Wellen |
| US20170155373A1 (en) | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (saw) resonator structure with dielectric material below electrode fingers |
-
2019
- 2019-08-27 JP JP2020539506A patent/JP7001172B2/ja active Active
- 2019-08-27 WO PCT/JP2019/033536 patent/WO2020045442A1/ja active Application Filing
- 2019-08-27 CN CN201980050917.3A patent/CN112534718B/zh active Active
- 2019-08-27 KR KR1020217003516A patent/KR102584698B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-02-18 US US17/178,300 patent/US11973487B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103392213A (zh) * | 2011-02-25 | 2013-11-13 | 株式会社村田制作所 | 可变电容元件以及可调谐滤波器 |
| CN107005226A (zh) * | 2014-12-02 | 2017-08-01 | 京瓷株式会社 | 弹性波元件、分波器以及通信模块 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102584698B1 (ko) | 2023-10-05 |
| CN112534718A (zh) | 2021-03-19 |
| US11973487B2 (en) | 2024-04-30 |
| JPWO2020045442A1 (ja) | 2021-08-10 |
| JP7001172B2 (ja) | 2022-01-19 |
| KR20210025663A (ko) | 2021-03-09 |
| US20210175872A1 (en) | 2021-06-10 |
| WO2020045442A1 (ja) | 2020-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112534718B (zh) | 弹性波装置以及梯型滤波器 | |
| JP6711377B2 (ja) | 弾性波装置 | |
| KR102472455B1 (ko) | 탄성파 장치 | |
| US8710940B2 (en) | Elastic wave device having a capacitive electrode on the piezoelectric substrate | |
| KR102441867B1 (ko) | 탄성파 장치 | |
| US7915976B2 (en) | Surface acoustic wave resonator and ladder-type filter | |
| JP7008633B2 (ja) | 弾性波フィルタ装置 | |
| CN111492576B (zh) | 弹性波装置 | |
| JP7268747B2 (ja) | 弾性波装置 | |
| CN111527696B (zh) | 弹性波装置 | |
| WO2018168503A1 (ja) | エクストラクタ | |
| KR20220044321A (ko) | 탄성파 필터 | |
| JPWO2018079284A1 (ja) | ラダー型フィルタ、デュプレクサ及び弾性波フィルタ装置 | |
| CN116508261A (zh) | 弹性波装置及梯型滤波器 | |
| WO2023248636A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| CN117321915A (zh) | 压电体波装置 | |
| CN117981221A (zh) | 弹性波装置 | |
| CN116648855A (zh) | 滤波器装置 |
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 |