CN113302840A - 弹性波装置、分波器以及通信装置 - Google Patents

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Abstract

[解决的问题]提供一种弹性波装置，其相对于电极指的指间距，可在相对较高的频率下实现谐振。[解决方案]弹性波装置1，包括：基板3；多层膜5，位于基板3上；LT层7，位于多层膜5上，由LiTaO3的单晶构成；IDT电极19，位于LT层7上。当以IDT电极19的电极指27的指间距p的两倍为λ时，LN层7的厚度为0.3λ以下。LT层7的欧拉角为(0°±10°，‑25°以上15°以下，0°以上360°以下)。

Description

弹性波装置、分波器以及通信装置
技术领域
本公开涉及一种利用弹性波的弹性波装置，具备该弹性波装置的分波器以及通信装置。
背景技术
已知一种弹性波装置，用于对压电体上的IDT(InterDigital Transducer，叉指换能器)电极施加电压，以产生在压电体中传播的弹性波。IDT电极包括一对梳齿电极。一对梳齿电极被配置为互相啮合，每一个梳齿电极中均具有多个电极指(相当于梳齿)。通过弹性波装置，形成以电极指的指间距的两倍作为波长的弹性波的驻波，该驻波的频率成为谐振频率。因此，弹性波装置的谐振点由电极指的指间距所限定。
近年来，人们提出了一种弹性波装置，该弹性波装置包括：基板；声反射层，位于基板上；压电体层，位于声反射层上；以及，IDT电极，位于压电体层上。声反射层由低声阻抗层和高声阻抗层交替地层叠而成。通过这样的构造，可以将板波用作弹性波，通过在5GHz具有谐振的3μm左右的电极指的周期来实现。
发明内容
发明要解决的问题
期望提供一种相对于电极指的指间距，可实现频率相对较高的谐振的弹性波装置、分波器和通信装置。
解决问题所采用的手段
根据本公开的一方面的弹性波装置，包括：LN层，由LiNbO3的单晶构成；IDT电极，位于所述LN层上。当所述IDT电极的电极指的指间距p的两倍为λ时，所述LN层的厚度为0.3λ以下；所述LT层的欧拉角(
Figure GDA0003189831960000011
θ，ψ)为(0°±10°，-25°以上15°以下，0°以上360°以下)。
根据本公开的一个方面的分波器，包括：天线端子；发送滤波器，用于过滤输出至所述天线端子的信号；以及，接收滤波器，用于过滤从所述天线端子输入的信号；所述发送滤波器以及所述接收滤波器的至少一方包括上述的弹性波装置。
根据本公开的一个方面的通信装置，包括：天线；上述分波器，该分波器的所述天线端子与所述天线连接；IC，相对于所述发送滤波器以及所述接收滤波器，在信号路径上被连接于与所述天线端子相反的一侧。
发明效果
通过上述结构，相对于电极指的指间距，能够实现频率相对较高的谐振。
附图说明
图1为表示实施例中的弹性波装置的俯视图。
图2为图1中的弹性波装置沿II-II线的截面图。
图3中，图3(a)、图3(b)以及图3(c)分别为表示各实施例的谐振器的阻抗特性、相位特性、谐振频率和反谐振频率的差异的图。
图4中，图4(a)、图4(b)、图4(c)以及图4(d)分别为表示各实施例的谐振器的阻抗特性、相位特性、谐振频率、谐振频率和反谐振频率的差异以及最大相位值的图。
图5中，图5(a)、图5(b)以及图5(c)为表示多个谐振器的配置例的俯视图。
图6为表示比较例的谐振器的特性的线图。
图7中，图7(a)、图7(b)以及图7(c)与图3相对应，但LN层的厚度与图3不同。
图8中，图8(a)以及图8(b)为表示实施例的谐振器的阻抗特性以及相位特性的线图。
图9中，图9(a)以及图9(b)为表示实施例的谐振器的阻抗特性以及相位特性的线图。
图10，图10(a)以及图10(b)为表示实施例的谐振器的阻抗特性以及相位特性的线图。
图11示意地表示作为图1的弹性波装置的应用例的分波器的结构的电路图。
图12示意地表示作为图1的弹性波装置的应用例的通信装置的结构的电路图。
图13为表示图2所示的弹性波装置的变形例的截面图。
图14中，图14(a)和图14(b)分别为表示图13所示的弹性波装置的阻抗特性和相位特性的图。
图15中，图15(a)、图15(b)和图15(c)分别为表示图13所示的弹性波装置的谐振频率、谐振频率与反谐振频率的差异以及最大相位值的图。
具体实施方式
下文将参照附图，对本公开的实施例进行说明。此外，在下面的描述中，所使用的附图是示意性的，附图上的尺寸比例等并不一定与实际一致。
本公开的弹性波装置，任何一个方向均可被作为上方或下方，但下文中为方便描述，定义由D1轴、D2轴和D3轴组成的笛卡尔坐标系，将D3轴的正方向视为上方，有时使用上表面或者下表面等术语。此外，在俯视图或俯视透视图中，除非另外说明，否则表示沿D3轴的方向观察。且，D1轴被定义为与沿后述的LN层的上表面传播的弹性波的传播方向平行，D2轴被定义为平行于LN层的上表面且与D1轴正交，D3轴被定义为与LN层的上表面正交。
(弹性波装置的整体结构)
图1为表示弹性波装置的主要结构的俯视图。图2为图1沿II-II线的截面图。
弹性波装置1例如包括：基板3(图2)；多层膜5(图2)，位于基板3上；LN层7，位于多层膜5上；导电层9，位于LN层7上。每层均具有例如大致一定的厚度。且，基板3、多层膜5以及LN层7的组合有时也被称为固定基板2(图2)。
在弹性波装置1中，对导电层9施加电压，由此激发在LN层7中传播的弹性波。弹性波装置1例如由利用该弹性波的谐振器和/或滤波器构成。多层膜5例如有助于反射弹性波并将弹性波的能量限制在LN层7中。基板3例如有助于增加多层膜5以及LN层7的强度。
(固定基板的概要结构)
从后述的说明中可以理解，基板3不会直接影响弹性波装置1的电气特性。因此，可适当地设置基板3的材料以及尺寸。例如，基板3的材料为诸如树脂或陶瓷的绝缘材料。且，基板3可以由与LN层7等相比，热膨胀系数较低的材料构成。在这种情况下，例如，可以降低弹性波装置1的频率特性因温度变化而变化的可能性。这样的材料的示例，包括：诸如硅等的半导体，诸如蓝宝石等的单晶，以及诸如氧化铝烧结体等的陶瓷。此外，基板3通过由彼此不同的材料构成的多个层层叠而成。基板3的厚度例如比LN层7更厚。
多层膜5由低声速层11以及高声速层13交替地层叠而成，低声速层11由与LN层7相比低声速的材料(例如二氧化硅(SiO2)等)构成，高声速层13由与LN层7相比高声速的材料(例如五氧化二钽(Ta2O5)、三氧化铪(HfO3)等)构成。高声速层13与低声速层11相比具有更高的声阻抗。这样，弹性波在两者之间的界面处的反射率相对较高。结果是，例如，减少了在LN层7中传播的弹性波的泄漏。
多层膜5的层叠数可以适当地设定。例如，在多层膜5中，低声速层11和高声速层13的总层数可以为3层以上12层以下。但是，多层膜5也可以由一层的低声速层11和一层的高声速层13(共计2层)构成。且，多层膜5的总层数可以是偶数也可以奇数，但是，与LN层7抵接的层为低声速层11。与基板3抵接的层可以是低声速层11，也可以是高声速层13。此外，为了密接或防止扩散，可以在各层之间插入附加层。在该情况下，只需要该附加层足够薄而不影响特性(以后述的波长λ为基准时为约0.01λ或更小)即可。
LN层7由铌酸锂(LiNbO3，LN)的单晶构成。LN层7的切角例如欧拉角(
Figure GDA0003189831960000041
θ，ψ)为：(0°±10°，-25°以上15°以下，0°以上360°以下)。另外，LN层7的厚度相对较薄，例如，以λ为基准，在0.3λ以下。通过以这种方式来设置LN层7的切角和厚度，就可以使用振动模式接近平板模式的波作为弹性波。换句话说，由于可以将A1模式的板波用作弹性波，因此，即使后述的IDT电极19的电极指27的指间距比较宽，也可以得到高频的谐振。
(导电层的概要结构)
导电层例如由金属形成。金属只要是适当种类即可，例如铝(Al)或以Al为主要成分的合金(Al合金)。Al合金可以是例如铝-铜(Cu)合金。且，导电层9可以由多个金属层构成。例如，可以在Al(或者Al合金)与LN层7之间设置相对较薄的由钛(Ti)构成的层，以增强Al(或Al合金)与LN层7的接合性。
在图1的示例中，导电层9被形成为构成谐振器15。谐振器15被构成为所谓的一端口弹性波谐振器，当从概念性且示意性地示出的端子17A以及17B中的一方输入预定频率的电信号时，产生谐振，且产生该谐振的信号能够从端子17A以及17B的另一方输出。
导电层9(谐振器15)例如包括IDT电极19和位于IDT电极19的两侧的一对反射器21。
IDT电极19包含一对梳齿电极23。另外，为了提高可视性，在一侧的梳齿电极23附有阴影线。每个梳齿电极23例如包括：汇流条25；多个电极指27，从汇流条25相互并列地延伸；虚设电极29，位于多个电极指27之间，从汇流条25突出。一对梳齿电极23中，多个电极指27被配置为互相啮合(交叉)。
汇流条25例如形成为长条状，大致以一定宽度沿弹性波的传播方向(电极指27的重复排列方向，在该例子中为D1轴方向)直线状地延伸。且，一对汇流条25在与弹性波的传播方向正交的方向(D2轴方向)上互相对置。此外，汇流条25的宽度可以变化，也可以相对于弹性波的传播方向倾斜。
每个电极指27例如形成为长条状，大致以一定宽度沿与弹性波的传播方向正交的方向(D2轴方向)直线状地延伸。每个梳齿电极23中，多个电极指27沿弹性波的传播方向排列。且，一方的梳齿电极23的多个电极指27和另一方的梳齿电极23的多个电极指27大致上互相交替地排列。
多个电极指27的指间距p(例如，彼此相邻的两个电极指27的中心的间隔距离)在IDT电极19内基本上是一定的。另外，还可以在IDT电极19的一部分，设置指间距p比其他大部分窄的窄指间距部，或者，指间距p比其他大部分宽的宽指间距部。
此外，在下文中，当使用指间距p时，除非另有说明，均指除去上述的窄指间距部或宽指间距部这样的特定部分以外的部分(多个电极指27中的大部分)的指间距。且，在除去特定部分以外的大部分的多个电极指27的指间距变化的情况下，也可以将大部分的多个电极指27的指间距的平均值作为指间距p的值使用。然后，以这个指间距p的2倍的值为波长λ。
电极指27的数量可以根据谐振器15所需的电气特性相应地进行适当设置。此外，由于图2为示意图，因此，示出电极指27的数量较少。后述的反射器21的条形电极33也同样如此。
电极指27的长度以及宽度均可以根据所需的电气特性等相应地进行适当设置。
虚设电极29例如大致以一定宽度沿与弹性波的传播方向正交的方向突出。多个虚设电极29按与多个电极指27同样的间距进行排列；一方的梳齿电极23的虚设电极29的远端，与另一方的梳齿电极23的虚设电极29的远端，间隔地对向地设置。且，IDT电极19也可以不包括虚设电极29。
一对的反射器21在弹性波的传播方向上位于多个IDT电极19的两侧。反射器21包括：彼此对向设置的一对汇流条31，以及，在一对汇流条31之间延伸的多个条形电极33。
此外，尽管图中未示出，在LN层7的上表面，可以覆有保护膜，该保护膜从导电层9上方覆盖，由SiO2或Si3N4等形成。保护膜也可以是由上述材料所形成的多个层的层叠体。保护膜可以仅用于抑制导电层9的腐蚀，也可以有助于温度补偿。在设置有保护膜的情况下，可在IDT电极19以及反射器21的上表面或者下表面设置由绝缘体或者金属形成的附加膜，以提高弹性波的反射系数。
图1以及图2所示的结构可以适当地进行封装。封装例如可以是将图示的结构安装在未图示的基板上，以使LN层7的上表面隔着间隙彼此相对，并且从上方进行树脂密封；也可以是在LN层7上设置箱型的外罩的晶圆级封装。
(使用平板模式)
因为LN层7相对较薄，且其欧拉角(
Figure GDA0003189831960000066
θ，ψ)为(0±10°，-25°～15°，0°～360°)，所以可以使用平板模式的弹性波。平板模式下的弹性波的传播速度(声速)比一般的SAW(Surface Acoustic Wave，表面声波)的传播速度更快。例如，一般的SAW的传播速度为3000～4000m/s，而平板模式下的弹性波的传播速度在10000m/s以上。因此，能以与之前相同的指间距p，在与之前相比更高频的区域中实现谐振。例如，可以在1μm以内的指间距p的条件下，实现5GHz以上的谐振频率(fr)。
(各层的材料以及厚度的设定)
本申请的发明人对多层膜5的材料和厚度，压电体层(在本实施例中为LN层7)的欧拉角、材料和厚度，以及，导电层9的厚度进行了各种改变，对弹性波装置1的频率特性进行了模拟计算。然后，发明人发现了一种条件，在该条件下可以通过使用平板模式的弹性波于相对较高的频率区域(例如5Ghz以上)实现谐振。具体内容如下。
(关于LN层7的传播角)
首先，通过以各种方式改变压电体层(LN层7)的切角和传播角来进行模拟。结果是，发现对于欧拉角(
Figure GDA0003189831960000065
θ，ψ)，通过将与切角有关的
Figure GDA0003189831960000064
和θ分别设置为0°±10°和-25°～15°，可以使用平板模式下的弹性波，于相对高频区域中实现谐振。进一步地，发现：LN层7为0.3λ以下，且
Figure GDA0003189831960000063
和θ在这个范围内时，与传播角相关的ψ不受限制。
首先，通过调节LN层7的欧拉角进行模拟，发现：当LN层7的欧拉角为(0，0，0)时，可以在相对高频区域中实现谐振，且在fr和反谐振频率(fa)附近不存在杂散。且设置LN层7的厚度为0.1875λ，低声速层11的厚度为0.09λ，高声速层13的厚度为0.07λ，导电层9的厚度为0.06λ，指间距p为1μm，占空比为0.5。
接着，将研究欧拉角从(0，0，0)开始改变角度
Figure GDA0003189831960000062
θ的情况。结果发现，
Figure GDA0003189831960000061
超过±10°变化时，谐振波形变形。且在改变角度θ时频率特性相应的测量结果如图3(a)～图3(c)所示。图3(a)示出了阻抗特性，图3(b)示出了相位特性，图3(c)为示出了改变θ时fr和fa之间的差(Δf)的变化情况的图。在图3(a)以及图3(b)中，横轴均为频率，图3(a)中纵轴为阻抗的绝对值，图3(b)中纵轴为相位。另外，图3(c)中，横轴表示θ，纵轴表示Δf。
从图中清楚可知，当θ小于-25°时，虽然使用了LN晶体，但Δf小于或等于使用钽酸锂(LT)晶体时的Δf。此外还发现，当θ大于15°时，在fr和fa附近会产生杂散。因此，若θ设定为-25°～15°，则可以得到Δf大且降低杂散影响的弹性波元件。
随后，通过改变ψ进行模拟。其结果如图4所示。图4(a)示出了阻抗特性，图4(b)示出了相位特性，图4(c)示出了fr，图4(d)示出了Δf以及fr与fa之间的最大相位值(MaxPhase，最大相位)。
从图中清楚可知，ψ的改变并不会导致杂散的产生，最大相位也无变化。也就是说，未发现ψ会引发损耗的恶化。且可知，虽然Δf周期性地波动，但波动的中心值不变，波动的幅度为小于5MHz的极小值，且与LT相比，Δf的绝对值维持在足够大的值。此外，聚焦于fr,它以60°的周期波动，在30°+60°×n1(其中，n1为0～5之间的整数)时为最大值，在0°+60°×n2(其中，n2为0～5之间的整数)时为最小值，最大值与最小值之差约为15MHz。
因此，可以设置多个图1所示的谐振器15，并使其传播角(电极指的重复排列方向)彼此不同。例如，当多个谐振器15连接成梯形以形成滤波器时，串联谐振器与并联谐振器的传播角可以不同。具体地，串联谐振器的传播角可以为15°～45°，75°～105°，135°～165°，195°～225°，255°～285°或315°～345°；而并联谐振器的传播角可以为-15°(345°)～15°，45°～75°，105°～135°，165°～195°，225°～255°或285°～315°。但是，串联谐振器的角度范围包含上限值和下限值，并联谐振器的角度范围则不包含上限值和下限值。
更优选地，串联谐振器的传播角为20°+60°×n1以上40°+60°×n1以下；并联谐振器的传播角可以为-10°+60°×n2以上10°+60°×n2以下。在下文中，有时用ψ表示传播角。
通过这种配置，不仅可以通过电极指的指间距p来控制fr，还可以通过传播角的差异来改变fr，因此使得设计变得容易。例如，在不减小指间距p的情况下，也能使fr向更高频率侧移动。此外，根据电极指27的指间距p，对LN层7的厚度、多层膜5的每一层的厚度优化，即使存在多个具有不同fr的谐振器15的情况下，也可使各谐振器15的指间距p互相接近，从而提供高性能的弹性波装置。
具体地，如图5(a)所示，串联谐振器15S(第一谐振器)的ψ可被配置为90°，并联谐振器15P(第二谐振器)的ψ可被配置为0°。也就是说，串联谐振器15S与并联谐振器15P有90°的方向差异。此时，可提高构成滤波器的多个谐振器15的布局的自由度。
进一步，如图5(b)所示，串联谐振器15S的ψ可以被配置为30°、90°，并联谐振器15P的ψ可以被配置为0°、60°。这种情况下，布局的自由度进一步得到提高。
此外，在上述的例子中，串联谐振器15S与并联谐振器15P的传播角可以不同，串联谐振器之间以及并联谐振器之间的传播角也可以不同。在梯形的滤波器中，串联谐振器之间以及并联谐振器之间的fr可以不同，以便改善滤波器的肩特性，或者调整带外衰减特性。传播角可以用于该调整。
图5(c)中示出了串联谐振器之间传播角(ψ)不同的情况。串联谐振器15S中可以存在第一串联谐振器15S1(第一谐振器)、第二串联谐振器15S2(第二谐振器)。通过这样的结构，能实现在相同的指间距下具有不同的fr的谐振器，例如，可以抑制由于特定谐振器的指间距变小引起的电力集中而导致的耐电力性下降。
此外，如图5(a)～5(c)中所示，在相邻的谐振器被配置为传播角不同的情况下，从谐振器中泄漏的弹性波被分散，其结果是，可以减少一方的谐振器使他方的谐振器的杂散特性变恶化的程度。在此，相邻的谐振器意味着在相互的谐振器之间不存在其他谐振器，并且相邻的方向不受限制。然而，当位于传播方向的延长线上的谐振器之间的传播角不同时，上述效果得到增强。
此外，在图5中，谐振器15以矩形示出，且长边侧表示传播方向。作为参考，在图5中，每个谐振器中的传播方向，即电极指的重复排列方向，可以由代表谐振器的矩形中的箭头表示。
应当注意，即使如上所述改变传播角，诸如最大相位，Δf和杂散等特性也不会改变的特性，是在使用LN层7且其厚度为0.3λ以下时首次发现的。以下示出了当不满足上述条件时，有关传播角的影响的研究结果。
除了使用厚的LN基板作为LN层7且不设置多层膜5以外，制作与上述实施例的结构相同的谐振器作为比较例1，并通过改变传播角来测定其特性。
另外，制作将比较例1中的LN基板的欧拉角改变为(0,38,ψ)的谐振器作为比较例2，并通过改变传播角来测定其特性。应注意的是，该欧拉角相当于LN基板中通常使用的切角。
此外，制作将比较例1中的LN基板的厚度设置为0.5λ并在其下表面配置Si基板的谐振器作为比较例1-2，并通过改变传播角来测定其特性。
同样地，制作将比较例2中的LN基板的厚度设置为0.5λ并在其下表面配置Si基板的谐振器作为比较例2-2，并通过改变传播角来测定其特性。
图6以线图表示比较例1，1-2，2，2-1的相位特性与传播角之间的相关性，以及Δf与传播角之间的相关性。在任一种情况下，都无法确认平板模式的弹性波，仅确认谐振频率在2MHz左右。换言之，确认了比较例要处理的弹性波的类型，与上述实施例并不相同。
此外，确认了在任何情况下，改变传播角都会产生杂散、Δf变小或最大相位值变差，无法使用除0°以外的传播角。另外，当LT用作压电层时，可以确认同样的结果，由于传播角引起的特性变化显著。
(LN层的厚度)
接下来，测量当LN层7的厚度改变时的弹性波元件的特性。具体地，当LN层7的厚度从0.115λ变动至0.2225λ时，阻抗特性如图7(a)所示，相位特性如图7(b)所示，Δf的值如图7(c)所示。图7相当于图3，但LN层的厚度与图3不同。
从图7清楚可知，当不足0.1175λ时，Δf变小，因而不必使用LN。另外，如果超过0.22λ时，则产生杂散。由此，LN层7的厚度可以为0.1175λ以上0.22λ以下。且图3所示的特性是LN层7的厚度为0.1875λ。
(多层膜的材料)
接下来，通过以各种方式改变多层膜5的材料，进行模拟，得到的结果中发现，通过使用SiO2和Ta2O5作为多层膜5的材料，可以使用平板模式的弹性波，在相对较高的频率范围内实现谐振。
并且，当高声速层13的厚度被设置为0.07λ，改变低声速层11的厚度时，得到的模拟结果如图8(a)和图8(b)所示。图8(a)示出了阻抗特性，图8(b)示出了相位特性。在这两个图中，横轴表示频率，图8(a)的纵轴表示阻抗的绝对值，图8(b)的纵轴表示相位。
由图8中清楚可知，当低声速层11的厚度小于波长λ的6.5％时，杂散接近于fr的附近，使fr附近的相位特性恶化。当低声速层11的厚度超过波长λ的13.75％时，则会在fr和fa之间产生杂散。由此，低声速层11的厚度可以为0.065λ以上0.1375λ以下。
同样地，当低声速层11的厚度被设置为0.09λ，改变高声速层13的厚度时，得到的模拟结果如图9(a)和图9(b)所示。图9(a)和图9(b)分别相当于图8(a)和图8(b)。
由图9中清楚可知，当高声速层13的厚度小于波长λ的5.5％时，杂散接近于fr的附近，使fr附近的相位特性恶化。另一方面，当高声速层13的厚度超过波长λ的11.75％时，则Δf变小。由此，高声速层13的厚度可以为0.055λ以上0.1175λ以下。
此外，可以沿着从LN层7接近基板3的方向，增加构成多层膜5的各层的表面粗糙度。更具体地，低声速层11中，与LN层7接触的层的表面粗糙度小于最靠近基板3的层的表面粗糙度。通过这样的结构，可以使从LN层3传输的体波散射。
(导电层9的厚度)
接下来，对导电层9的厚度变化时的弹性波元件的阻抗特性和相位特性进行模拟。其结果如图10所示。图10(a)和10(b)分别为相当于图9(a)和图9(b)的图。从图10清楚可知，当导电层9的厚度超过0.875λ时，产生了杂散。另外，如果导电层的厚度小于0.01λ，则无法通过模拟确认，但实际上，电极电阻可能会增加并且特性可能会劣化。因此，导电层9的厚度可以为0.01λ以上且0.0875λ以下。
(弹性波装置的制造方法)
弹性波装置1可以组合各种已知的工序进行制造。例如，通过诸如CVD(chemicalvapor deposition，化学气相沉积)等的薄膜形成方法，在作为基板3的晶片上，依次形成低声速层11和高声速层13。另一方面，通过与常规的LN基板的晶片相同的制造工序，准备作为LN层7的晶片。然后，将作为LN层7的晶片，与作为基板3和多层膜5的晶片贴合。在贴合中，使LN层7与多层膜5的最上层(例如SiO2层)直接抵接。可以在该抵接之前或之后进行热处理等。此后，在作为LN层7的晶片的上表面，形成作为导电层9的金属层，在金属层形成图案，并对晶片进行切割。由此制造弹性波装置1。显然，可以根据封装模式等来添加适当的工序。
(弹性波装置的变形例)
在上述示例中，已经描述了通过多层膜5将平板模式的弹性波(板波)限制在LN层7中的结构，但并不仅限于此。
例如，如图13所示，弹性波装置1A也可以不具备多层膜。弹性波装置1A与弹性波装置1的相同之处在于，LN层7由基板3支撑；但是，弹性波装置1A中不存在多层膜5，且在LN层7的IDT电极19所在的区域与基板3之间存在膜状的空隙。该空隙使得弹性波被限制于LN层7中。
以下，仅说明与弹性波装置1的不同点。
图13中，基板3的上表面形成有凹部3a。LN层7直接或间接地接合至基板3，使得当从上方观察时，凹部3a和IDT电极19彼此重叠。
图14和图15示出了弹性波装置1A的与图4相对应的图。弹性波装置1A的基本结构是：LN层7的欧拉角为(0、0、ψ)，LN层7的厚度为0.185λ，导电层9的厚度为0.065λ，指间距p为1μm且占空比为0.5。
图14和图15示出了ψ改变时的阻抗特性和相位特性。图15(a)、图15(b)和图15(c)分别表示ψ改变时的fr，Δf和最大相位值。从图14和图15可以清楚地确认，与弹性波装置1同样地，即使改变ψ(传播角)，弹性波装置1A的fr、Δf和最大相位值的波动也很小。
此外，图13所示的示例中，基板3设置有凹部，但是并不限于此。例如，可以在具有平坦的上表面的基板3的上表面上，设置用作隔离物的凸部，并在该凸部上配置LN层。凸部可以由与基板3的材料不同的材料形成。
此外，在图13中，凹部3a可以设置为一个谐振器对应一个凹部3a，也可以设置对应多个谐振器的凹部3a。基板3的材料并没有特别限定，但考虑到加工容易性，可以使用Si基板。
(弹性波装置的应用例：分波器)
图11是示意性示出了作为弹性波装置1的应用例的分波器101结构的电路图。从该图的纸面左上方所示的符号可以理解，在该图中，梳齿电极23用二叉的叉状示意性地示出，反射器21用两端弯曲的一条线来表示。
分波器101例如包括：发送滤波器109，用于过滤来自发送端子105的发送信号并输出至天线端子103；接收滤波器111，用于过滤来自天线端子103的接收信号并输出至一对接收端子107。
发送滤波器109构成为梯形滤波器，例如，由多个谐振器15连接成梯形所构成。即，发送滤波器109包括：在发送端子105与天线端子103之间串联连接的多个(也可以是一个)谐振器15，与该串联线(串联臂)和基准电位连接的多个(也可以是一个)谐振器15(平行臂)。且构成发送滤波器109的多个谐振器15例如可以被设置在同一固定基板2(3、5和7)。
接收滤波器111例如包括谐振器15和多模式滤波器(包括双模式滤波器。)113。多模式滤波器113具有沿弹性波的传播方向排列的多个(在图示的例子中为3个)IDT电极19，以及，在其两侧配置的一对反射器21。且，构成接收滤波器111的谐振器15以及多模式滤波器113可以设置在同一固定基板2。
且，发送滤波器109和接收滤波器111可以设置于同一固定基板2，也可以设置于彼此不同的固定基板2。图11仅仅只是分波器101的结构的一个示例，例如，接收滤波器111可以由与发送滤波器109相同的梯形滤波器来构成。
且，对于分波器101，尽管描述了其具有发送滤波器109和接收滤波器111的情形，但是并不限于此。例如，它可以是双工器，也可以是包含3个以上滤波器的多路复用器。
(弹性波装置的应用例：通信装置)
图12为表示作为弹性波装置1(分波器101)的应用例的通信装置151的主要部分的框图。通信装置151使用无线电波进行无线通信，并且包括分波器101。
在通信装置151中，通过RF-IC(Radio Frequency Integrated Circuit，射频集成电路)153，调制发送信息信号TIS(该发送信息信号TIS中包括要发送的信息)，并提高频率(将载波频率转换为高频信号)以形成发送信号TS。发送信号TS通过带通滤波器155，去除发送通带以外的非必要成分之后，通过增幅器157进行增幅，再输入至分波器101(发送端子105)。然后，分波器101(发送滤波器109)从输入的发送信号TS中去除发送通带以外的非必要成分之后，将该去除后的发送信号TS从天线端子103输出至天线159。天线159将输入的电信号(发送信号TS)转换成无线信号(无线电波)并发送。
并且，在通信装置151中，通过天线159所接收到的无线信号(无线电波)被天线159转换成电信号(接收信号RS)，并输入到分波器101(天线端子103)。分波器101(接收滤波器111)从输入的接收信号RS中去除接收通带以外的非必要成分，并由接收端子107输出至增幅器161。输出的接收信号RS被增幅器161放大，并由带通滤波器163去除接收通带以外的非必要成分。然后，通过RF-IC153降低和解调频率，将接收信号RS转换为接收信息信号RIS。
且，发送信息信号TIS和接收信息信号RIS可以是包含适当信息的低频信号(基带信号)，例如，模拟音频信号或数字化音频信号。无线信号的通带可以适当地进行设置，在本实施例中，也可以设置相对较高的频率通带(例如5GHz或更高)。调制方法可以是相位调制、幅度调制、频率调制或者其中任意两个以上的组合中的任一者。尽管在图12中示出了直接转换方式，但是电路方式可以是除此以外的其他合适的方式，例如可以是双超外差方式。此外，图12仅示意性地示出了主要部分，可以在适当的位置添加低通滤波器、隔离器等，或者也可以改变增幅器等的位置。
本发明不限于以上实施例，可以通过各种实施例实现。例如，每个层的厚度和LN层的欧拉角可以是实施例中所示范围之外的值。
符号说明
1…弹性波装置、3…基板、5…多层膜、7…LN层、19…IDT电极、11…SiO2层、13…Ta2O5层。

Claims (11)

1.弹性波装置，包括：
LN层，由LiNbO3的单晶构成；
多个谐振器，具有位于所述LN层上的IDT电极；
当以所述IDT电极的电极指的指间距的两倍为λ时，所述LN层的厚度为0.3λ以下；
所述LN层的欧拉角
Figure FDA0003113434850000011
为(0°±10°，-25°以上15°以下，0°以上360°以下)。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，所述多个谐振器包括第一谐振器以及第二谐振器；所述第一谐振器的传播角与所述第二谐振器的传播角不同。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，所述多个谐振器构成梯形的滤波器；
所述第一谐振器用作串联谐振器，所述第二谐振器用作并联谐振器；
当n1、n2为0～5的自然数时，所述第一谐振器的传播角为20°+60°×n1以上40°+60°×n1以下，所述第二谐振器的传播角为-10°+60°×n2以上10°+60°×n2以下。
4.根据权利要求2或3所述的弹性波装置，所述第一谐振器与所述第二谐振器之间不存在另外的谐振器。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的弹性波装置，包括基板和位于所述基板上的多层膜；
所述IDT电极位于所述多层膜上。
6.根据权利要求4所述的弹性波装置，所述多层膜包括低声速层和高声速层；所述低声速层由SiO2形成，所述高声速层由Ta2O5形成。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置，所述LN层的厚度为0.1175λ以上0.22λ以下；
所述低声速层的厚度为0.065λ以上0.1375λ以下；
所述高声速层的厚度为0.055λ以上0.1175λ以下。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的弹性波装置，所述多层膜包括：第一层；以及，第二层，所述第二层比所述第一层更靠近所述基板；且所述第一层的表面粗糙度比所述第二层的表面粗糙度小。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的弹性波装置，包括用于支撑所述LN层的基板，在所述LN层中所述多个谐振器所处的区域与所述基板之间存在空隙。
10.分波器，包括：
天线端子；
发送滤波器，用于过滤输出至所述天线端子的信号；以及，
接收滤波器，用于过滤从所述天线端子输入的信号；
所述发送滤波器以及所述接收滤波器中的至少一方，包括权利要求1～9中任一项所述的弹性波装置。
11.通信装置，包括：
天线；
权利要求10所述的分波器，所述天线端子与所述天线连接；
IC，相对于所述发送滤波器以及所述接收滤波器，在信号路径上被连接于与所述天线端子相反的一侧。
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