CN113228508A - 弹性波装置、弹性波滤波器、双工器及模块 - Google Patents

Abstract

一种弹性波装置(1)，包括：由压电材料形成的压电层(3)、载体衬底(2)、及形成在压电层上的IDT电极(4)，且激发SH模式的主振动。在以IDT电极(4)的电极周期规定的弹性波波长设为λ时，压电层(3)具有0.15λ以上且1.5λ以下的厚度。载体衬底(2)具有声音各向异性，且配置在抑制SV模式及纵向L模式的无用振动的结晶方位。

Description

弹性波装置、弹性波滤波器、双工器及模块

技术领域

本发明涉及一种使用表面弹性波的弹性波装置、弹性波滤波器、双工器及模块。

背景技术

在手机终端或便携式信息终端等通信设备终端中，天线滤波器或双工器所使用的弹性波装置要求具有更高的Q。弹性波装置有体(bulk)弹性波装置与表面弹性波装置。这两种弹性波装置中，主流使用的是表面弹性波装置，但表面弹性波装置与体弹性波装置相比存在Q值低的问题。

因此，为了提高该Q值，存在如下装置：如专利文献1所记载，通过在由硅或蓝宝石等形成的衬底上，贴附由钽酸锂或铌酸锂等形成的薄压电层，制成多层膜结构，而大幅度减少弹性波向弹性波衬底的深度方向的泄漏，由此，大幅度提高Q值。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2002-534886号公报

发明内容

[发明欲解决的课题]

然而，如果是像所述现有的弹性波装置那样，将弹性波更好地封入压电层中的结构，则存在如下情况：除了应传播的表面弹性波以外，还会激发纵波等其它传播模式，因此会在高于通带的频带中产生大的寄生谐振(spurious)。该高频寄生谐振会对滤波器的衰减特性产生不良影响。结果存在如下担忧：对该移动通信设备所使用的通带系统产生不良影响，或者从该系统发送的信号对其它频带的系统产生不良影响。然而，仅通过调整构成弹性波装置的压电层的层厚，难以抑制该寄生谐振。

本发明鉴于所述问题，目的在于提供一种能在保持高Q值的同时抑制高频寄生谐振的弹性波装置、弹性波滤波器、双工器及模块。

[用来解决课题的手段]

本发明的弹性波装置的一形态是一种弹性波装置，包括：由压电材料形成的压电层、载体衬底、及形成在所述压电层上的IDT电极，激发SH模式的主振动，且在以所述IDT电极的电极周期规定的弹性波波长设为λ时，所述压电层具有0.15λ以上且1.5λ以下的厚度，所述载体衬底具有声音各向异性，且配置在抑制SV模式及纵向L模式的无用振动的结晶方位。

本发明的一形态的弹性波滤波器、双工器及模块分别包括所述弹性波装置。

[发明的效果]

根据所述构造，能提供一种有效地抑制了无用振动且有效地抑制了高频寄生谐振的弹性波装置、弹性波滤波器、双工器及模块。

附图说明

图1是表示本发明的弹性波装置的一实施方式的剖视图。

图2a是图1的弹性波装置的俯视图。

图2b是概略地表示图2a的弹性波装置的符号。

图3a是表示图1的弹性波装置的制造过程中的第1步骤的图。

图3b是表示图1的弹性波装置的制造过程中的第2步骤的图。

图3c是表示图1的弹性波装置的制造过程中的第3步骤的图。

图3d是表示图1的弹性波装置的制造过程中的第4步骤的图。

图3e是表示图1的弹性波装置的制造过程中的第5步骤的图。

图4是表示作为弹性波装置的载体衬底而使用的硅的结晶方位的一例的图。

图5是图4的硅的结晶方位的说明图。

图6是说明图4及图5所示的结晶方位的载体衬底与压电层的接合位置关系的图。

图7是用本发明的一例与现有例对照地表示弹性波装置中的导纳随频率出现的变化的图。

图8是表示在本发明的弹性波装置中，在使用硅作为载体衬底并使载体衬底的结晶方位变化的情况下，高频寄生谐振的峰值随结晶方位出现的变化的图。

图9a是表示本发明中的欧拉角与寄生谐振抑制的关系的一例的曲线图。

图9b是表示本发明中的欧拉角与寄生谐振抑制的关系的另一例的曲线图。

图9c是表示本发明中的欧拉角与寄生谐振抑制的关系的另一例的曲线图。

图9d是表示本发明中的欧拉角与寄生谐振抑制的关系的另一例的曲线图。

图10是表示本发明中的载体衬底的结晶方位的另一例的图。

图11是表示在使用图10所示的载体衬底的弹性波装置中，(A)及(B)分别为欧拉角中的角ψ为0°和和5°时的高频寄生谐振抑制的程度的曲线图。

图12是表示在使用图10所示的载体衬底的弹性波装置中，(A)及(B)分别为欧拉角中的角ψ为30°和45°时的高频寄生谐振抑制的程度的曲线图。

图13是表示在使用图10所示的载体衬底的弹性波装置中，(A)及(B)分别为欧拉角中的角ψ为75°和90°时的高频寄生谐振抑制的程度的曲线图。

图14是表示使用图10的载体衬底的弹性波装置中的欧拉角与寄生谐振抑制的关系的例子的曲线图。

图15是表示在本发明的弹性波装置的一例中，电气机械耦合系数随压电层的膜厚变化而出现的变化的图。

图16a是表示本发明的弹性波装置的另一实施方式的剖视图。

图16b是表示本发明的弹性波装置的另一实施方式的剖视图。

图16c是表示本发明的弹性波装置的另一实施方式的剖视图。

图17a是表示将本发明的弹性波装置组装于梯状结构而构成的弹性波滤波器的一例的构造图。

图17b是用弹性波滤波器的略图表示图17a的弹性波滤波器的一例的构造图。

图18是表示将本发明的弹性波装置组装于DMS结构而构成的弹性波滤波器的一例的构造图。

图19是表示使用本发明的弹性波装置而构成的双工器的一例的构造图。

图20是表示使用本发明的弹性波双工器而构成的模块的一例的构造图。

图21是表示使用本发明的弹性波滤波器而构成的模块的一例的构造图。

具体实施方式

图1是表示本发明的弹性波装置的第一实施方式的剖视图。该弹性波装置1包括载体衬底2、压电层3、形成在压电层3上的IDT电极4、及设置在载体衬底2与压电层3之间的中间层5。

如图2a所示，IDT电极4包括成为激振部的IDT4A、及反射器4B,4C。如果在IDT4A的输入端4x与输出端4y之间输入高频信号，则电极间会产生电场，表面弹性波被激振出来且在压电层3上传播，经反射器4B,4C反射而产生电谐振。关于所述电谐振的谐振频率f_R，将沿着压电层3传播的表面弹性波的波长设为λ，将压电层材料固有的声速设为v时，f_R＝v/λ，将电极周期设为P时，通过P＝λ/2来确定。图2b是概略表示图2a的弹性波装置的符号。

载体衬底2例如使用结晶形态不是非晶质的硅或使用结晶质的蓝宝石。载体衬底2所使用的材质并不限定于所述材质，只要能解决本发明的课题，也可为其它材质，诸如多晶硅、多晶Al₂O₃、多晶蓝宝石等。

压电层3使用钽酸锂(LiTaO₃)(以下有时称为LT)或铌酸锂(LiNbO₃)(以下有时称为LN)。然而，压电层3并不限定于所述材质，也可使用其它具有压电性的材质。

IDT电极4例如可使用Al、Au、Cu、Ni、Pt、Ti、Cr、Ag或它们的合金等，但也可使用其它金属或合金。

中间层5是为了达成至少某一种目的而设置的层，比如提高载体衬底2与压电层3的结合强度、或实现弹性波的传播速度的高速化。在为了提高载体衬底2与压电层3的结合强度而设置的情况下，中间层5例如使用二氧化硅(SiO₂)等。另外，在设置中间层5作为弹性波的高速化层的情况下，例如使用氮化铝(AlN)或氮化硼铝(B_XAl_1－XN)等。

在制造这种弹性波装置1的情况下，要想提高Q值，有效的是尽可能使用薄的压电层3。以此为目的的制造过程通过图3a～图3e来说明。作为压电层3，例如使用15°～52°Y切割X传播的LT，如图3a所示，在由以此方式切割的LT形成的压电层材料3X中的载体衬底2侧，例如注入氢或氦离子。通过注入离子，在压电层材料3X的单面形成包含离子的薄的层3a，其余的层3b不包含离子。

接着，如图3b所示，通过CVD、蒸镀、溅镀等成膜技术，在压电层材料3X的层3a上形成成为中间层5的膜。此外，中间层5也可形成在载体衬底2上。在使用硅作为载体衬底的情况下，也可通过利用加热进行氧化处理而形成作为中间层的SiO₂。

接着，如图3c所示，将载体衬底2接合于中间层5。进行该接合时，为了能将中间层5与载体衬底2的接合面接合，可在进行洗净以去除尘埃之后，进行能实现接合的活化处理，从而在活化的状态下贴合而进行接合。也可经由用于接合的由粘接剂形成的薄层将中间层5与载体衬底2接合。

这样，在经由中间层5将载体衬底2接合于压电层材料3X之后，对接合而成者进行高速加热，由此在不包含离子的层3b与包含离子的层3a之间的交界3c产生开裂。因此，可在交界3c处将不包含离子的层3b从成为包含离子的层3a即压电层的部分分离，如图3d所示，能实现将薄的压电层3a设置在衬底上的状态。

接着，研磨压电层3a的表面3c使其变得平滑而制成压电层3，然后，如图3e所示，使用光刻技术在平滑化的面上形成IDT电极4。

关于以此方式构成的弹性波装置，在本发明中，相对于压电层3中的弹性波传播方向的载体衬底2的结晶方位和现有例不同。作为一例，对压电层3使用42°Y切割X传播的LT，中间层5使用二氧化硅(SiO₂)，载体衬底2使用硅的情况进行说明。

作为相对于压电层3的弹性波传播方向的载体衬底2的结晶方位，现有例中为通用的(100)结晶方位，传播方向ψ＝0度，即载体衬底2的(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)为(90度，90度，0度)。另一方面，在本发明的例子的情况下，关于相对于压电层3的弹性波的传播方向的载体衬底2的结晶方位，以载体衬底2的(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)来表示，设定为下文所述的范围。

此处，先使用附图说明(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)。图4中示出了(110)面作为硅的结晶方位的一例。由于硅为立方晶系，所以晶轴x、y、z互成直角，且示出了欧拉角(φ，θ，ψ)＝(135°，90°，0°)的情况。

图5中示出了以(z，x，z)形式获得该(110)面的过程、及欧拉角(135°，90°，ψ)。首先，如图5(a)所示，假定xy面50。接着，如图5(b)所示，以z轴为中心使面50旋转φ＝135°。由此，获得x轴、y轴分别旋转135°后的x'轴、y'轴的同时，获得与面50对应的面，即由x'轴与y'轴包围的面51。接着，如图5(c)所示，以x'轴为中心旋转θ＝90°。由此，获得y'轴、z轴分别旋转90°后的y"轴、z'轴、及由x'轴与y"轴包围的面52。该面52即为(φ，θ，ψ)＝(135°，90°，0°)的面。此处，在设为(φ，θ，ψ)＝(135°，90°，ψ)，并使角ψ变化的情况下，如图5(d)所示，以z'轴为中心旋转角度ψ而获得面53。

图6是说明在以图5所示的(110)面为接合面的载体衬底2中，压电层2与载体衬底3的位置关系伴随欧拉角(φ，θ，ψ)＝(135°，90°，ψ)中的角ψ的变化而出现的变化的图。图6中，载体衬底2的x'轴是角ψ＝0°时的x'轴。此时的x'轴与压电层2的X轴，即弹性表面波的传播方向基本一致。如果使载体衬底2以z'轴为中心旋转角ψ，则x'轴及y"轴也旋转角ψ，接合面移位。像这样，通过使载体衬底2的接合面旋转而使结晶方位移位，能使高频寄生谐振的抑制程度变化。

当研究结晶方位与高频寄生谐振抑制的关系时，在现有例与本发明例的比较中，两者除载体衬底2的结晶方位以外的构造是共同的。即，将以电极周期P规定的弹性波波长设为λ时，设为λ＝1.8μm，将IDT4A的输入端4x侧与输出端4y侧的总电极个数设为100个，将反射器4B及4C的电极个数设为50个，将IDT4A的电极在输入侧与输出侧相对向的电极指的长度设为20λ。另外，压电层3的厚度设为0.3λ(＝0.54μm)，中间层5的厚度设为0.08λ(0.144μm)，IDT电极4的厚度设为0.08λ(0.144μm)。

图7对照地示出减少了高频寄生谐振的参考例与高频寄生谐振未减少时的现有例的寄生谐振特性。在图7中，取横轴表示频率(GHz)，取纵轴表示导纳参数Y(Mag)，从而表示寄生谐振特性。现有例中，载体衬底的结晶方位相对于压电层3的弹性波传播方向的欧拉角(φ，θ，ψ)为(90°，90°，0°)。该参考例的欧拉角(φ，θ，ψ)为(135°，90°，45°)。如图7中的虚线所示，在现有的弹性波装置中，在高于谐振频率f_R或反谐振频率f_A的频带中，会产生寄生谐振6A,6B。另一方面，该参考例通过如上所述特定出载体衬底2的结晶方位，如图7中的实线所示，能将寄生谐振抑制为小于现有例的寄生谐振6A,6B，或者实质上消除寄生谐振。

这样，通过相对于压电层3中的弹性表面波的传播方向(图1中的左右方向)，如上所述设定载体衬底2的结晶方位，而利用载体衬底2吸收除原本应传播的SH模式的主振动的表面弹性波以外所产生的SV模式或纵向L模式的无用振动，从而抑制它们的传播。因此，高频寄生谐振6A,6B被抑制。

接着，图8是针对所述例中示出的载体衬底2、压电层3、IDT电极4、中间层5的构造，作为一例，将载体衬底2的欧拉角(φ，θ，ψ)设为(φ＝135°，90°，ψ)，并使ψ变化，通过模拟研究高频寄生谐振的抑制效果所得的结果。根据图8已判明，在使用不是非晶质的硅作为载体衬底2，且使ψ处于指定范围的情况下，有效地抑制了高频寄生谐振。

接着，通过模拟求出高频寄生谐振的峰值伴随载体衬底2中的结晶方位产生的变化，模拟时使载体衬底2所使用的硅的结晶方位每次基于所述例做出不同改变，并以所述(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)来记载。结果参见图9a～图9d所示。

在图9a～图9d中，如果将寄生谐振的响应的大小设为ΔY，将未见寄生谐振的状态设为ΔY＝1，则圆的外周是1/ΔY的值为1的区域，且为抑制了寄生谐振的区域。另一方面，圆的中心是1/ΔY的值非常接近零且ΔY较大的区域，且为未抑制寄生谐振的区域。此处，良好地进行了寄生谐振抑制的指标是1/ΔY的值为0.1以上。各图中，用于获得该值的角度范围如下所述。

图9a中，θ＝45°且ψ＝45°。根据图9a，如果为

φ＝10°+90°×n±25°(n：整数，以下相同)

的范围，则可将1/ΔY的值设为0.1以上，在抑制寄生谐振的方面优选。

以下，关于图9b～图9d所示的各欧拉角，分别获得以下所示的适宜的角度范围。

图9b中，φ＝0°且ψ＝45°。在此情况下，优选如下范围：

θ＝45°+90°×n±25°。

图9c中，θ＝90°且ψ＝45°。在此情况下，优选如下范围：

φ＝42.5°+90°×n±22.5°。

图9d中，φ＝135°且ψ＝45°。在此情况下，优选如下范围：

θ＝30°+180°×n±15°

或

θ＝122°+180°×n±43°。

除了所述例以外，针对表1所示的结晶方位，通过模拟求出适宜抑制高频寄生谐振的欧拉角。表1中，左栏所示的结晶方位对应于右栏所示的欧拉角。相对于左栏所示的结晶方位，右栏中的a、b的角度是使晶面处于正面与背面的关系的角度。求出适宜抑制高频寄生谐振的欧拉角，对于所得的结果将在下文中进行说明。

[表1]

面方位	欧拉角(φ，θ)
		(101)	a(90，45)，b(-90，-45)
(10-1)	a(90，-45)，b(-90，45)
		(011)	a(0，-45)，b(180，45)
(01-1)	a(0，45)，b(180，-45)

图10中示出了(01-1)面作为硅的结晶方位的一例。图11～图13表示在结晶方位(01-1)且欧拉角(φ，θ，ψ)＝(0°，45°，ψ)的载体衬底中，使ψ的角度变化的情况下，求出导纳随频率出现的变化所得的结果。在求出该导纳的变化时，电极周期、IDT电极或反射器电极的个数、IDT电极的电极指的长度、压电层3的厚度、中间层5的厚度、IDT电极4的厚度如上文所述。

图11～图13中示出了ψ为0度至90度的范围，但为90度至180度的范围时，可获得与图11～图13相同的结果，即关于导纳随频率出现的变化，可获得相同的结果。例如，在ψ＝0°的情况下，可获得与ψ＝180°相同的结果。同样地，例如在ψ＝30°的情况下，可获得与ψ＝150°相同的结果。进而，在ψ为180°至360°的范围时，可获得与ψ为0°至180°的范围时相同的结果。

关于表1所示的结晶方位(101)、(10-1)、(011)，使ψ的角度变化360度时的频率与导纳的关系可获得与图11～图13所示的结果相同的结果。

利用图14的曲线图共同表示表1所示的各结晶方位时的欧拉角与寄生谐振抑制的关系。如图14所示，为了抑制寄生谐振，优选设为

30°≦ψ≦150°，210°≦ψ≦330°。

该角ψ设为(1)式所决定的最小值至最大值的范围内。

ψ＝90°+180×n±60°……(1)(n：整数)

然而，如图6所示，通过压电层3与载体衬底2的实际的接合角度获得弹性波装置。进行该接合时，存在因制造误差使设计上的角度与实际的接合所获得的角度之间产生角度ψ的情况。为了防止这种因制造误差而使角度ψ的范围脱离适宜范围，更优选将ψ的范围设为(2)式所决定的范围。

ψ＝90°+180°×n±25°……(2)(n：整数)

如上所述，在使用钽酸锂作为压电层3，使用二氧化硅作为中间层5，使用硅作为载体衬底2的构造中，压电层3的厚度优选设为1.5λ以下。原因在于，如果压电层3的厚度大于1.5λ，则通过使压电层3变薄而沿着压电层3引导表面弹性波的引导作用降低，会导致Q值下降。

另外，基于以下理由，压电层3的厚度优选设为0.15λ以上。图15表示在使用42°Y切割X传播的LT作为压电层3，使用二氧化硅作为中间层5，使用硅作为载体衬底2时，使压电层3的膜厚λ变化时的电气机械耦合系数K2(％)的变化的模拟结果。如图15所示，于在载体衬底2上如上所述经由厚度0.08λ的中间层5设置压电层3的情况下，压电层3的厚度为0.15λ时电耦合系数K2呈现峰值，但如果小于0.15λ，则电气机械耦合系数K2的变化开始大幅度劣化，因此特性变得不稳定，会导致良率降低。因此，压电层3的厚度优选0.15λ以上。

另外，如图15所示，如果将压电层3的厚度设为0.15λ以上且0.55λ以下，则电气机械耦合系数K2(％)比仅有压电层3的情况大，会使Q值提高，因此压电层3的厚度更优选设定在该范围内。

在所述例中，对使用二氧化硅作为中间层5的情况进行说明，但如果使用氮化铝或氮化硼铝等用于使弹性波的传播高速化的材料作为中间层5，则能提高应传播的表面弹性波的传播速度，改善更高频时的特性。

图16a是表示本发明的弹性波装置的另一实施方式的剖视图。该实施方式的弹性波装置1A不设置中间层5，而是将压电层3与载体衬底2直接接合。在此情况下，也能获得在设置有中间层的情况下通过使压电层3变薄而实现的对表面弹性波的引导作用所带来的提高Q值的效果。但是，这种效果视载体衬底2的材质也可能比设置中间层的情况差。另外，通过使载体衬底2为如上所述的材质、结晶方位，可利用载体衬底2吸收无用的振动，因此能同样地获得抑制高频寄生谐振的效果。

图16b是表示本发明的弹性波装置的另一实施方式的剖视图。该实施方式的弹性波装置1B设置有第一层5a与第二层5b这两层作为中间层。该例中，可使用高速化层作为第一层5a，使用强化结合的层作为第二层5b。即，通过使用氮化铝或氮化硼铝等作为第一层5a，使用二氧化硅等作为第二层5b，能获得提高Q值及提高结合强度的效果。此外，也可使用二氧化硅作为第一层5a，使用氮化铝或氮化硼铝等作为第二层5b。另外，也可采用3层以上的层结构作为中间层5。

图16c是表示本发明的弹性波装置的另一实施方式的剖视图。该实施方式中，在压电层3与载体衬底2的接合层中设置着硅多晶层2X。通过使接合层中存在硅多晶层，而发挥抑制高频漏电流的效果，在使压电层变薄至高频波长附近的情况下，发挥抑制高频噪音的效果。

图17a、图17b表示将为如上所述的压电层3的膜厚、选定的材质及结晶方位的弹性波装置1S及1P组装到梯状结构而构成的弹性波滤波器10的一例。各弹性波装置1S及1P具备反射器11。其中，弹性波装置1S插入到输入端口12与输出端口13之间的线路14，弹性波装置1P插入到线路14与接地端口15a之间及线路14与接地端口15b之间。该弹性波滤波器包括作为梯状结构的基本单位16的1个弹性波装置1S及1个1P，且具有由弹性波装置1S的阻抗与弹性波装置1P的阻抗决定的通带。在像这样组装到梯状结构而构成滤波器的情况下，通过对阶梯的级数、组结构进行各种变更，而获得各种特性。

图18表示将本发明的弹性波装置1组装到DMS结构而构成的弹性波滤波器17的一例。该弹性波滤波器17具有设置在输入端口18与接地端口20a之间的IDT21、配置在该IDT两侧的IDT22a,22b、及与所述IDT22a,22b分别邻接配置的反射器23a,23b。IDT22a,22b分别配置在接地端口20b,20c与输出端口19之间。在构成该DMS结构的滤波器的情况下同样，IDT电极的组结构不限定于该例，可进行各种变更。

如图17a、图17b或图18所示，通过利用本发明的弹性波装置构成弹性波滤波器10及17，能实现抑制了高频寄生谐振的弹性波滤波器10及17。

图19表示使用发送滤波器25及接收滤波器26所得的双工器27的一例，所述发送滤波器25及接收滤波器26是使用例如如图17a、图17b或图18那样构成的本发明的弹性波滤波器而构成。该双工器27被用于发送信号的频带与接收信号的频带接近的移动通信设备。发送滤波器25插入到与未图示的天线连接的天线端口28、和与未图示的发送电路连接的发送电路连接端口29之间。接收滤波器26插入到天线端口28、和与未图示的接收电路连接的接收电路连接端口30之间。天线端口28与接地线之间通过适当的阻抗元件31连接，该元件31也包含在双工器27的一部分中。这样，通过使用本发明的弹性波滤波器构成双工器27，能实现抑制了高频寄生谐振的双工器27。

图20表示使用本发明的双工器27构成的模块33的一例。该模块33被用于处理多种不同的收发信号的移动通信设备。模块33包含图19所示的多个双工器27、插入到分别与各双工器27对应设置的发送电路34中的功率放大器35、及接收电路36而构成。在多个双工器27与未图示的天线端口之间插入有开关电路37，该开关电路37也包含在模块33中。

该模块33中同样也可包含构成收发电路时所需的其它被动元件或电路。另外，模块33也可通过组合双工器27与除功率放大器35以外的其它电路而构成。

如图20所示，关于使用本发明的弹性波装置的模块33，也能实现抑制了高频寄生谐振的模块33。

图21示出了包括使用了例如图17a、图17b或图18那样构成的本发明的弹性波滤波器的接收滤波器40的模块41的一例。该模块41用于处理多种不同收发信号的移动通信设备。该模块41包含与各频率对应的本发明的弹性波滤波器所示的的多个接收滤波器40、与各接收滤波器40对应设置的低噪音放大器(LNA)42、及插入到多个接收滤波器40与未图示的天线端口之间的开关电路43。

该模块41中同样也可包含构成接收电路时所需的其它被动元件或电路。另外，模块41也可通过与其它电路组合而构成。

如图21所示，关于使用本发明的弹性波滤波器的模块41，也能实现抑制了高频寄生谐振的模块41。

以上，对本发明进行了说明，但作为弹性波装置，在具体实施本发明，比如除了SAW(surfaceacousticwave，表面声波)谐振器以外还组合使用BAW(bulkacousticwave，体声波)谐振器时，并不限定于所述实施例，能在不脱离本发明主旨的范围内，进行各种变更、附加。

根据所述实施方式中的至少1个，掌握到以下形态。

作为弹性波装置的一形态，包括由压电材料形成的压电层、载体衬底、及形成在所述压电层上的IDT电极，激发SH模式的主振动，且在以所述IDT电极的电极周期规定的弹性波波长设为λ时，所述压电层具有0.15λ以上且1.5λ以下的厚度，所述载体衬底具有声音各向异性，且配置在抑制SV模式及纵向L模式的无用振动的结晶方位。这样，通过将压电层设为0.15λ以上且1.5λ以下的厚度，来保持高电气机械耦合系数与高Q值，并且通过将载体衬底的结晶方位选在抑制SV模式及纵向L模式的无用振动的方位，来抑制无用振动，从而抑制高频寄生谐振。

作为所述弹性波装置的一形态，优选在所述载体衬底与所述压电层之间具备1个或多个中间层，所述中间层发挥使所述载体衬底与所述压电层两者的结合变得容易或使弹性波声速变得高速中的至少任一种作用。通过具备这种中间层，获得提高与载体衬底的结合强度或防止应传播的表面弹性波泄漏的效果。

在所述具有中间层的弹性波装置的一形态中，优选使所述压电层的厚度为0.15λ以上且0.55λ以下。通过设定为这种压电层的厚度，获得兼具更高的电气机械耦合系数与更高的Q值的弹性波装置。

在所述弹性波装置的一形态中，优选使所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且使所述载体衬底的结晶方位，相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记法中的各角度符合下文所述的(1)～(6)中的任一项。

(1)记为(φ，45°，45°)，且处于

φ＝10°+90°×n±25°(n：整数，以下相同)

的范围内。

(2)记为(0°，θ，45°)，且处于

θ＝45°+90°×n±25°

的范围内。

(3)记为(φ，90°，45°)，且处于

φ＝42.5°+90°×n±22.5°

的范围内。

(4)记为(135°，θ，45°)，且处于

θ＝30°+180°×n±15°

或

θ＝122°+180°×n±43°

的范围内。

(5)记为(90°，45°，ψ)、(-90°，-45°，ψ)、(90°，-45°，ψ)、(-90°，45°，ψ)、(0°，-45°，ψ)、(180°，45°，ψ)、(0°，45°，ψ)或(180°，-45°，ψ)，且处于

ψ＝90°+180°×n±60°

的范围内。

通过这样设定载体衬底的材质及结晶方位，来有效地抑制无用振动，从而有效地抑制高频寄生谐振。

(6)进而，如所述(5)所记载的欧拉角，通过设为

ψ＝90°+180°×n±25°

的范围内，即使在将压电层与载体衬底接合时，相对于压电层的弹性表面波的传播方向的载体衬底的结晶方位存在误差，也能抑制高频寄生谐振。即，通过将ψ的角度范围预先设定为去除该接合时的角度误差范围后的范围，能确实地抑制高频寄生谐振。

作为所述具有中间层的弹性波装置的一形态，优选使所述中间层为二氧化硅。通过这样将中间层的材质设为二氧化硅，可使两者的结合变得容易。

作为所述弹性波装置的一形态，也可在载体衬底的接合面上存在硅多晶层。通过具有硅多晶层，发挥抑制高频漏电流的效果，在使压电层变薄至高频波长附近的情况下，发挥抑制高频噪音的效果。

作为所述具有中间层的弹性波装置的一形态，也可将所述中间层设为氮化铝或氮化硼铝。通过设置这种中间层，能提高应传播的表面弹性波的传播速度，改善更高频时的特性。

作为所述弹性波装置的一形态，优选将所述压电层设为钽酸锂或铌酸锂。通过将压电层设定为这种材质，能获得高电气机械耦合系数与高Q值。

作为滤波器的一形态，将弹性波装置组装到梯状结构中而构成，从而实现弹性波滤波器，由此能提供一种抑制了高频寄生谐振的滤波器。

作为滤波器的一形态，在将弹性波装置组装到DMS结构中而构成，从而实现弹性波滤波器的情况下，也能提供一种抑制了高频寄生谐振的滤波器。

作为模块的一形态，在实现了包含弹性波滤波器而构成的模块的情况下，也能提供一种抑制了高频寄生谐振的模块。作为双工器的一形态，在实现了包含弹性波滤波器而构成的双工器的情况下，也能提供一种抑制了高频寄生谐振的双工器。

作为模块的一形态，在实现了包含双工器而构成的模块的情况下，也能提供一种抑制了高频寄生谐振的模块。

符号的说明

1、1A、1B、1S、1P…弹性波装置

2…载体衬底

3…压电层

4…电极

4A…IDT

4B、4C…反射器

5…中间层

5a…第一中间层

5b…第二中间层

6A、6B…寄生谐振

10、17…弹性波滤波器

27…双工器

33、41…模块

Claims (17)

1.一种弹性波装置，包括：由压电材料形成的压电层、载体衬底、及形成在所述压电层上的IDT电极，激发SH模式的主振动，且

在以所述IDT电极的电极周期规定的弹性波波长设为λ时，所述压电层具有0.15λ以上且1.5λ以下的厚度，

所述载体衬底具有声音各向异性，且配置在抑制SV模式及纵向L模式的无用振动的结晶方位。

2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中

在所述载体衬底与所述压电层之间包括1个或多个中间层，所述中间层发挥使所述载体衬底与所述压电层两者的结合变得容易或使弹性波的声速变得高速中的至少任一种作用。

3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中

所述压电层的厚度为0.15λ以上且0.55λ以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中

所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且所述载体衬底的结晶方位相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，按(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记为(φ，45°，45°)，且处于

φ＝10°+90°×n±25°(n：整数)

的范围内。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中

所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且所述载体衬底的结晶方位相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，按(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记为(0°，θ，45°)，且处于

θ＝45°+90°×n±25°(n：整数)

的范围内。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中

所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且所述载体衬底的结晶方位相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，按(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记为(φ，90°，45°)，且处于

φ＝42.5°+90°×n±22.5°(n：整数)

的范围内。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中

所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且所述载体衬底的结晶方位相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，按(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记为(135°，θ，45°)，且处于

θ＝30°+180°×n±15°(n：整数)

或

θ＝122°+180°×n±43°(n：整数)

的范围内。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中

所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且所述载体衬底的结晶方位相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，按(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记为(90°，45°，ψ)、(-90°，-45°，ψ)、(90°，-45°，ψ)、(-90°，45°，ψ)、(0°，-45°，ψ)、(180°，45°，ψ)、(0°，45°，ψ)或(180°，-45°，ψ)，且处于

ψ＝90+180°×n±60°(n：整数)

的范围内。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中

所述载体衬底为结晶形态不是非晶质的硅，且所述载体衬底的结晶方位相对于所述压电层中的弹性波的传播方向，按(z，x，z)形式的欧拉角(φ，θ，ψ)记为(90°，45°，ψ)、(-90°，-45°，ψ)、(90°，-45°，ψ)、(-90°，45°，ψ)、(0°，-45°，ψ)、(180°，45°，ψ)、(0°，45°，ψ)或(180°，-45°，ψ)，且处于

ψ＝90°+180°×n±25°(n：整数)

的范围内。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的弹性波装置，其中所述载体衬底的接合面上包括多晶硅层。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的弹性波装置，其中

所述中间层为氮化铝或氮化硼铝。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的弹性波装置，其中

所述压电层由钽酸锂或铌酸锂形成。

13.一种弹性波滤波器，包括：根据权利要求1至12中任一项所述的弹性波装置，所述弹性波装置被组装于梯状结构。

14.一种弹性波滤波器，包括：根据权利要求1至13中任一项所述的弹性波装置，所述弹性波装置被组装于DMS结构。

15.一种模块，包括：根据权利要求13或14所述的弹性波滤波器。

16.一种双工器，包括：根据权利要求13或14所述的弹性波滤波器。

17.一种模块，包括：根据权利要求16所述的双工器。

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