CN114830533A - 弹性波装置 - Google Patents
弹性波装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114830533A CN114830533A CN202080084520.9A CN202080084520A CN114830533A CN 114830533 A CN114830533 A CN 114830533A CN 202080084520 A CN202080084520 A CN 202080084520A CN 114830533 A CN114830533 A CN 114830533A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- piezoelectric film
- wave device
- elastic wave
- thickness
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910016570 AlCu Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 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
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
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
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- 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
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
-
- 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
- H03H9/02866—Means for compensation or elimination of undesirable effects of bulk wave excitation and reflections
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够抑制由高阶模引起的杂散的弹性波装置。弹性波装置(1)具备：支承基板(2)；压电膜，直接或间接地层叠于支承基板(2)；以及IDT电极(7)，形成在压电膜上，压电膜具有：第1压电膜(5)，支承基板(2)侧的面为正面，且IDT电极(7)侧的面为负面；以及第2压电膜(6)，与第1压电膜(5)层叠，支承基板(2)侧的面为负面，且IDT电极(7)侧的面为正面，在将由IDT电极(7)的电极指间距决定的波长设为λ时，第1压电膜(5)的厚度和第2压电膜(6)的厚度的合计膜厚为1λ以下。
Description
技术领域
本发明涉及具有压电膜的弹性波装置。
背景技术
以往，提出了各种使用了压电膜的弹性波装置。例如，在下述的专利文献1记载的弹性波装置中，在支承基板上依次层叠有高声速构件、低声速膜以及压电膜。在压电膜上设置有IDT电极。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：WO2012/086639
发明内容
发明要解决的问题
在使用专利文献1记载的那样的弹性波装置构成了带通型滤波器的情况下，有时在通带的外侧的频带产生由高阶模引起的杂散。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制高阶模的杂散的弹性波装置。
用于解决问题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置具备：支承基板；压电膜，直接或间接地层叠于所述支承基板；以及IDT电极，形成在所述压电膜上，所述压电膜具有：第1压电膜，所述支承基板侧的面为正面，且所述IDT电极侧的面为负面；以及第2压电膜，与所述第1压电膜层叠，所述支承基板侧的面为负面，所述IDT电极侧的面为正面，在将由IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ时，所述第1压电膜的厚度和所述第2压电膜的厚度的合计膜厚为1λ以下。
发明效果
根据本发明涉及的弹性波装置，能够在构成了滤波器的情况下抑制由通带外的高阶模引起的杂散。
附图说明
图1的(a)是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图，图1的(b)是示出该弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图2是示出第1实施例的弹性波装置的作为谐振器的阻抗特性的图。
图3是示出第1实施例以及第1比较例的弹性波装置的作为谐振器的相位特性的图。
图4是示出第1LiTaO3膜、第2LiTaO3膜的合计膜厚和出现高阶模的响应的频率位置的相位的最大值的关系的图。
图5是将图4的纵轴的相位放大示出的图。
图6是示出将第1LiTaO3膜、第2LiTaO3膜的厚度的合计固定为0.4μm＝0.2λ并使第1LiTaO3膜的厚度变化为0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm或0.3μm的情况下的、与基于杂散的相位的最大值的关系的图。
图7是示出如下的弹性波装置中的Y切割LiTaO3膜的切割角和阻抗特性中的阻抗比的关系的图，弹性波装置将由Y切割的LiTaO3膜构成的第1LiTaO3膜、第2LiTaO3膜的厚度的合计固定为0.4μm＝0.2λ，并将第1LiTaO3膜的厚度设为了0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm或0.35μm。
图8是示出第1LiTaO3膜的膜厚相对于第1LiTaO3膜、第2LiTaO3膜的合计膜厚的比例和能够有效地抑制杂散的LiTaO3膜的切割角的关系的图。
图9是示出第2实施例以及第2比较例的弹性波装置的作为谐振器的相位特性的图。
图10是示出如下的弹性波装置中的Y切割LiNbO3膜的切割角和阻抗特性中的阻抗比的关系的图，弹性波装置将由Y切割的LiNbO3膜构成的第1LiNbO3膜、第2LiNbO3膜的厚度的合计固定为0.4μm＝0.2λ，并将第1LiNbO3膜的厚度设为了0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm或0.35μm。
图11是示出第1LiNbO3膜的膜厚相对于第1LiNbO3膜、第2LiNbO3膜的合计膜厚的比例和能够有效地抑制杂散的LiNbO3膜的切割角的关系的图。
图12是本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
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之间进行结构的部分置换或组合。
图1的(a)是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图，图1的(b)是示出其电极构造的示意性俯视图。
弹性波装置1具有支承基板2。在本实施方式中，支承基板2包含Si。不过，支承基板2的材料没有特别限定。除了Si以外，还能够使用石英、半导体、或氧化铝或者氮化硅等绝缘体等。或者，可使用(111)面的Si、(110)面的Si或石英。
在支承基板2上层叠有高声速材料层3以及低声速膜4。
在低声速膜4上层叠有作为第1压电膜的第1LiTaO3膜5以及作为第2压电膜的第2LiTaO3膜6。在本实施方式中，由第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的层叠体构成压电膜。此外，包含第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的压电膜间接地层叠在支承基板2上。在第2LiTaO3膜6上设置有IDT电极7以及反射器8、9。层叠有电介质膜10，使得覆盖该IDT电极7以及反射器8、9。IDT电极7包含适当的金属或合金。优选地，主电极层包含Al或AlCu合金。
如上所述，在弹性波装置1中，压电膜具有第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6。在此，第1LiTaO3膜5的支承基板2侧的主面5a为负面，与支承基板2相反侧的主面5b设为正面。在第2LiTaO3膜6中，支承基板2侧的主面6a为正面，IDT电极7侧的主面6b为负面。即，第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6被层叠为正面彼此接触。
另外，在本发明中，第1压电膜、第2压电膜中的正面以及负面是基于第1压电膜、第2压电膜的极化的极性的表述，更优选地，第1压电膜的极化方向和第2压电膜的极化方向为相反方向。
为了使第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的极性成为上述那样，例如，只要将第1LiTaO3膜5的晶体方位按欧拉角表示设为(0°，138°，0°)，并将第2LiTaO3膜6的晶体方位按欧拉角表示设为(0°，-42°，180°)即可。另外，欧拉角表示
中的ψ为传播角ψ。
在将由IDT电极7的电极指间距决定的波长设为λ时，第1LiTaO3膜5的厚度和第2LiTaO3膜6的厚度的合计膜厚设为1λ以下。由此，如后所述，在弹性波装置1的作为谐振器的特性中，能够有效地抑制由高阶模引起的杂散。
根据以下的设计参数制作了上述弹性波装置1的第1实施例。
支承基板2：(111)面的Si基板、传播角ψ设为46°。
高声速材料层3：氮化硅膜、厚度300nm
低声速膜4：氧化硅膜、厚度300nm
第1LiTaO3膜5：厚度200nm
第2LiTaO3膜6：厚度200nm
IDT电极7以及反射器8、9从第2LiTaO3膜6侧起由Ti层、AlCu层、以及Ti层的层叠膜形成。厚度设为，下方的Ti层＝12nm，AlCu层＝100nm，上方的Ti层＝4nm。
将由IDT电极7的电极指间距决定的波长λ设为2μm，IDT电极7的占空比设为0.5。
电介质膜10：氧化硅膜、厚度35nm
另外，如上所述，第1LiTaO3膜5的厚度和第2LiTaO3膜6的厚度的合计为400nm，即，0.2λ。
此外，第1LiTaO3膜5以及第2LiTaO3膜6的切割角均设为42°Y切割。第1LiTaO3膜5的主面5a为负面，主面5b为正面，第2LiTaO3膜6的主面6a为正面，主面6b为负面。
将像上述那样构成的弹性波装置1的阻抗特性示于图2。如图2所示，在2000MHz附近，出现了由作为主模的横波的SH模引起的大的响应。另外，可知在比由主模引起的响应靠高频侧，几乎未出现由高阶模引起的杂散。
图3是示出上述第1实施例的弹性波装置和第1比较例的弹性波装置的作为谐振器的相位特性的图。实线示出第1实施例的结果，虚线示出第1比较例的结果。
另外，在第1比较例中，除了代替第1LiTaO3膜5以及第2LiTaO3膜6而使用了一层厚度为0.2λ的LiTaO3膜以外，设为与第1实施例相同。另外，将一层LiTaO3膜的支承基板侧的面设为负面，并将IDT电极侧的面设为正面。
根据图3可明确，在第1比较例中，在4500MHz附近出现了由高阶模引起的大的杂散。相对于此，可知在第1实施例中，4500MHz附近的由高阶模杂散引起的响应变得非常小。
此外，根据图3明确可知，第1实施例中的2000MHz附近的由主模引起的响应与第1比较例的响应是同等的。因而，在第1实施例的弹性波装置1中，主模的响应足够大。
因此，根据第1实施例，能够在不使由主模引起的响应劣化的情况下有效地抑制由高阶模引起的杂散。
如上所述，关于在第1实施例中可抑制由高阶模引起的杂散的理由，虽然不明确，但是可认为是因为，通过使正面彼此接触地将极性不同的第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6层叠，从而高阶模被抵消。另外，虽然在第1实施例中使正面彼此接触，但是也可以使负面彼此接触地将极性不同的第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6层叠。即，也可以在作为上述第2压电膜的第2LiTaO3膜6上层叠作为上述第1压电膜的第1LiTaO3膜5。在该情况下，也可得到同样的效果。
不过，优选第1压电膜、第2压电膜被层叠为第1压电膜的正面和第2压电膜的正面接触。由此，与使负面彼此接触的情况相比，能够提高第1压电膜、第2压电膜间的密接强度，不易产生第1压电膜、第2压电膜间的剥离。
在本发明中，关于第1压电膜和第2压电膜的层叠方式，如上所述，既可以在第1压电膜上层叠第2压电膜，也可以在第2压电膜上层叠第1压电膜。
在弹性波装置1中，能够抑制由高阶模引起的杂散，因此例如在构成使用了多个弹性波装置1的带通型滤波器的情况下，能够有效地抑制比通带靠高频侧的由高阶模引起的杂散。
在第1实施例的弹性波装置1中，使第1LiTaO3膜5的膜厚以及第2LiTaO3膜6的膜厚相等，但是使合计膜厚变化而制作了多种弹性波装置。将该多种弹性波装置中的第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的合计膜厚和出现高阶模的响应的4500MHz附近的相位的最大值的关系示于图4。另外，使上述合计膜厚在0.2μm以上且1.2μm以下的范围内按每0.1μm变化。
即，将合计膜厚设为了0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm或1.2μm。
根据图4可明确，如果合计膜厚为1μm(若用本实施方式中的波长λ进行换算，则为0.5λ)以下，则能够充分地减小基于高阶模的相位。更优选地，根据将图4的纵轴放大示出的图5可明确，如果合计膜厚为0.5μm(若用本实施方式中的波长λ进行换算，则为0.25λ)以下，则能够更加有效地抑制杂散。因此，合计膜厚优选为0.5λ以下，更优选为0.25λ以下。另外，在与本实施方式不同地，λ的值为2μm以外的情况下，通过将合计膜厚设为0.5λ以下，更优选地设为0.25λ以下，从而也能够充分地减小基于高阶模的相位。
若第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的合计膜厚变大，则高阶模的声速低声速化，变得不能使用包含Si的支承基板2对体波声速的截止。因此，可认为由高阶模引起的响应变大。因而，如上所述，合计膜厚设为1μm＝0.5λ以下。
接着，在上述第1实施例的构造中，将第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的合计膜厚固定为0.4μm＝0.2λ，将第1LiTaO3膜5的厚度和第2LiTaO3膜6的厚度设为如下述的表1所示。
[表1]
求出了像上述那样构成的弹性波装置中的4500MHz附近的基于杂散的相位的最大值。图6是示出第1LiTaO3膜的厚度(μm)和由上述高阶模引起的杂散的相位最大值的关系的图。
根据图6明确可知，在下侧(第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6之中靠近支承基板的一侧)的第1LiTaO3膜5的厚度为0.2μm以上的情况下，即，在第1LiTaO3膜5的厚度比第2LiTaO3膜6的厚度厚的情况下，能够更有效地抑制高阶模。
接着，在第1实施例的构造中，将第1LiTaO3膜5和第2LiTaO3膜6的合计膜厚固定为0.4μm＝0.2λ，并将第1LiTaO3膜5的厚度设为了0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm或0.35μm。作为第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6，使用了各种各样的切割角的Y切割LiTaO3膜。另外，第1LiTaO3膜5和第2LiTaO3膜6的切割角设为相等。
图7是示出像上述那样构成的多个弹性波装置中的切割角和阻抗特性中的阻抗比的关系的图。在此，阻抗比是主模的反谐振频率下的阻抗相对于谐振频率下的阻抗的比例。根据图7可知，即使在各切割角下使上述第1LiTaO3膜5的厚度在0.05μm以上且0.35μm以下的范围变化，如果是相同的切割角，则主模的阻抗比也大致是同等的。而且，可知如果上述切割角为-20°以上且+75°以下，则能够将主模的阻抗比增大为80dB以上。因此，优选Y切割LiTaO3膜的切割角为-20°以上且+75°以下。
图8是示出在上述第1实施例中将第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6的合计膜厚固定为0.4μm＝0.2λ并使第1LiTaO3膜5的膜厚相对于该合计膜厚的比例(％)变化的情况下的、该膜厚的比例和能够抑制由瑞利波引起的杂散的切割角的关系的图。图8中的虚线是通过将图8中的多个绘制点近似化而得到的式子。该式子成为下述的式(1)。
y＝-0.0009955556x3+0.1552380952x2-4.6325396825x+78.5714285714…式(1)
在此，y是切割角，x是上述第1LiTaO3膜5的膜厚的比例。
对于由该近似式(1)得到的y，优选地，如果是(y±10°)+180n(其中，n为0、1、2、3、……的整数)或(y±10°)-180n(其中，n为0、1、2、3、……的整数)的任一范围内的值，则能够更加有效地抑制由瑞利波引起的杂散。
在本发明涉及的弹性波装置中，第1压电膜、第2压电膜也可以由LiNbO3膜构成。作为第2实施例，对代替第1LiTaO3膜5、第2LiTaO3膜6而使用了第1LiNbO3膜、第2LiNbO3膜的结构进行说明。根据以下的设计参数制作了第2实施例。
支承基板：(111)面的Si基板、传播角ψ设为46°。
高声速材料层：氮化硅膜、厚度300nm
低声速膜：氧化硅膜、厚度300nm
第1LiNbO3膜：厚度200nm
第2LiNbO3膜：厚度200nm
IDT电极以及反射器从第2LiNbO3膜侧起由Ti层、AlCu层、以及Ti层的层叠膜形成。厚度设为，下方的Ti层＝12nm，AlCu层＝100nm，上方的Ti层＝4nm。
将由IDT电极的电极指间距决定的波长λ设为2μm，IDT电极的占空比设为0.5。
电介质膜：氧化硅膜、厚度30nm
另外，如上所述，第1LiNbO3膜的厚度和第2LiNbO3膜的厚度的合计为400nm，即，0.2λ。
此外，第1LiNbO3膜以及第2LiNbO3膜的切割角均设为30°Y切割。第1LiNbO3膜的支承基板侧的主面为正面，第2LiNbO3膜侧的主面为负面，第2LiNbO3膜的第1LiNbO3膜侧的主面为负面，IDT电极侧的主面为正面。
此外，为了比较，除了使用了厚度为400nm的单层的30°Y切割的LiNbO3膜以外与上述第2实施例同样地制作了第2比较例的弹性波装置。另外，在第2比较例中，将作为单个层的LiNbO3膜的支承基板侧的面设为了负面，并将IDT电极侧的主面设为了正面。
图9是示出第2实施例的弹性波装置和第2比较例的弹性波装置的作为谐振器的相位特性的图。实线示出第2实施例的结果，虚线示出第2比较例的结果。
根据图9可明确，在第2比较例中，在3400MHz附近、6700MHz附近、7200MHz附近出现了由高阶模引起的大的杂散。相对于此，可知在第2实施例中，这些频带中的由杂散引起的响应变得非常小。此外，根据图9明确可知，第2实施例中的2000MHz附近的由主模引起的响应的大小与第2比较例的响应是同等的。因而，在第2实施例的弹性波装置中，主模的响应足够大。因此，可知在第2实施例中，也能够在不使由主模引起的响应劣化的情况下抑制由高阶模引起的杂散。
接着，在第2实施例的构造中，将第1LiNbO3膜和第2LiNbO3膜的合计膜厚固定为0.4μm＝0.2λ，并将第1LiNbO3膜的厚度设为了0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm或0.35μm。作为第1LiNbO3膜、第2LiNbO3膜，使用了各种各样的切割角的Y切割LiNbO3膜。另外，第1LiNbO3膜和第2LiNbO3膜的切割角设为相等。
图10是示出像上述那样构成的多个弹性波装置中的切割角和阻抗特性中的阻抗比的关系的图。在此，阻抗比是主模的反谐振频率下的阻抗相对于谐振频率下的阻抗的比例。根据图10可知，即使在各切割角下使上述第1LiNbO3膜的厚度在0.05μm以上且0.35μm以下的范围变化，如果是相同的切割角，则主模的阻抗比也大致是同等的。而且，可知如果上述切割角为-20°以上且+90°以下，则能够将主模的阻抗比增大为80dB以上。因此，优选Y切割LiNbO3膜的切割角为-20°以上且+90°以下。
图11是示出在上述第2实施例中将第1LiNbO3膜、第2LiNbO3膜的合计膜厚固定为0.4μm＝0.2λ并使第1LiNbO3膜的膜厚相对于该合计膜厚的比例(％)变化的情况下的、该膜厚的比例和能够抑制由瑞利波引起的杂散的切割角的关系的图。图11中的虚线是通过将图11中的多个绘制点近似化而得到的式子。该式子成为下述的式(2)。
y＝0.0091x2+0.3543x+24.5…式(2)
在此，y是切割角，x是上述第1LiNbO3膜的膜厚的比例。
对于由该近似式(2)得到的y，优选地，如果是(y±10°)+180n(其中，n为0、1、2、3、......的整数)或(y±10°)-180n(其中，n为0、1、2、3、......的整数)的任一范围内的值，则能够更加有效地抑制由瑞利波引起的杂散。
图12是本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。在弹性波装置21中，在第1压电膜5与第2压电膜6之间层叠有绝缘膜22。作为该绝缘膜22，例如能够使用氧化膜。弹性波装置21的其它构造与弹性波装置1相同。也可以像弹性波装置21那样，在第1压电膜5与第2压电膜6之间层叠有绝缘膜22。
此外，在弹性波装置1中，高声速材料层3由氮化硅膜构成，低声速膜4由氧化硅膜构成，但是它们的材料没有特别限定。例如，作为高声速材料层3的高声速材料，能够使用所传播的体波的声速比在第1压电膜、第2压电膜传播的弹性波的声速高的各种各样的高声速材料。作为这样的高声速材料，能够列举AlN、Al2O3、金刚石薄膜等。
此外，关于低声速膜4，也能够由所传播的体波的声速比在第1压电膜、第2压电膜传播的体波的声速低的低声速材料构成。作为这样的低声速材料，能够列举氧化硅、氮氧化硅等。
此外，关于构成IDT电极7以及反射器8、9的材料，也不限于Ti/AlCu/Ti层叠体，能够使用各种各样的金属或合金。此外，IDT电极7以及反射器8、9也可以不由层叠金属膜构成而由单层的金属膜构成。
关于电介质膜10的材料，并不限于氧化硅，能够使用氮氧化硅等各种各样的电介质。
在弹性波装置1中，高声速材料层3设置在支承基板2上，但是也可以通过高声速材料将高声速材料层3与支承基板2一同一体化。
此外，也可以不设置低声速膜4而在第1压电膜上直接层叠高声速材料层3。因此，在支承基板由高声速材料层构成的情况下，第1压电膜也可以直接层叠在支承基板上。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：支承基板；
3：高声速材料层；
4：低声速膜；
5：第1LiTaO3膜；
6：第2LiTaO3膜；
5a、5b、6a、6b：主面；
7：IDT电极；
8、9：反射器；
10：电介质膜；
21：弹性波装置；
22：绝缘膜。
Claims (19)
1.一种弹性波装置，具备：
支承基板；
压电膜，直接或间接地层叠于所述支承基板；以及
IDT电极，形成在所述压电膜上，
所述压电膜具有：
第1压电膜，所述支承基板侧的面为正面，且所述IDT电极侧的面为负面；以及
第2压电膜，与所述第1压电膜层叠，所述支承基板侧的面为负面，所述IDT电极侧的面为正面，
在将由IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ时，所述第1压电膜的厚度和所述第2压电膜的厚度的合计膜厚为1λ以下。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜的厚度和所述第2压电膜的厚度的合计膜厚为0.5λ以下。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜的厚度和所述第2压电膜的厚度的合计膜厚为0.25λ以下。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述第1压电膜以及所述第2压电膜之中，离所述支承基板相对近的压电膜的厚度大于离所述支承基板相对远的压电膜的厚度。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜以及所述第2压电膜被层叠为所述第1压电膜的正面与所述第2压电膜的正面接触。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜以及所述第2压电膜为LiTaO3膜。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜、所述第2压电膜为Y切割的LiTaO3膜，切割角为-20°以上且+75°以下。
8.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜以及所述第2压电膜的切割角为(y±10°)+180n或(y±10°)-180n的任一范围内的值，其中，n为0、1、2、3、……的整数，在将所述第1压电膜以及所述第2压电膜之中离所述支承基板相对近的压电膜的膜厚相对于所述第1压电膜和所述第2压电膜的合计膜厚的比例设为x％的情况下，所述y为满足下述式(1)的值，
y＝-0.0009955556x3+0.1552380952x2-4.6325396825x+78.5714285714…式(1)。
9.根据权利要求1～5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜、所述第2压电膜为LiNbO3膜。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜、所述第2压电膜为Y切割的LiNbO3膜，切割角为-20°以上且+90°以下。
11.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜以及所述第2压电膜的切割角为(y±10°)+180n或(y±10°)-180n的任一范围内的值，其中，n为0、1、2、3、……的整数，在将所述第1压电膜以及所述第2压电膜之中离所述支承基板相对近的压电膜的膜厚相对于所述第1压电膜和所述第2压电膜的合计膜厚的比例设为x％的情况下，所述y为满足下述式(2)的值，
y＝0.0091x2+0.3543x+24.5…式(2)。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：绝缘膜，层叠在所述第1压电膜与所述第2压电膜之间。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：高声速材料层，层叠在所述支承基板与所述压电膜之间，包含所传播的体波的声速比在所述第1压电膜以及所述第2压电膜传播的弹性波的声速高的高声速材料。
14.根据权利要求13所述的弹性波装置，其中，
所述支承基板包含所述高声速材料，所述高声速材料层和所述支承基板被一体化。
15.根据权利要求13所述的弹性波装置，其中，
还具备：低声速膜，层叠在所述高声速材料层与所述压电膜之间，包含所传播的体波的声速比在所述第1压电膜以及所述第2压电膜传播的体波的声速低的低声速材料。
16.根据权利要求1～15中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备覆盖所述IDT电极的电介质膜。
17.根据权利要求1～16中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有包含Al或AlCu合金的主电极层。
18.根据权利要求1～17中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述支承基板包含(111)面的Si、(110)面的Si、或石英。
19.根据权利要求1～18中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第1压电膜以及所述第2压电膜各自包含钽酸锂或铌酸锂。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019229477 | 2019-12-19 | ||
| JP2019-229477 | 2019-12-19 | ||
| PCT/JP2020/045845 WO2021125013A1 (ja) | 2019-12-19 | 2020-12-09 | 弾性波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114830533A true CN114830533A (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=76477498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080084520.9A Pending CN114830533A (zh) | 2019-12-19 | 2020-12-09 | 弹性波装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220302897A1 (zh) |
| JP (1) | JP7464062B2 (zh) |
| KR (1) | KR20220082034A (zh) |
| CN (1) | CN114830533A (zh) |
| WO (1) | WO2021125013A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2023013742A1 (zh) * | 2021-08-04 | 2023-02-09 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163668A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層圧電単結晶基板及びそれを用いた圧電デバイス |
| JP2003198322A (ja) | 2001-12-21 | 2003-07-11 | Kyocera Corp | 弾性表面波素子用基板及びそれを用いた弾性表面波素子 |
| JP2003209457A (ja) | 2002-01-15 | 2003-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
| JP2006246050A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Tdk Corp | 複合圧電ウエハ及び弾性表面波装置 |
| JP2011182220A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Panasonic Corp | 弾性波共振器及びこれを用いた縦結合二重モードフィルタ、ラダー型フィルタ |
| JP5713025B2 (ja) | 2010-12-24 | 2015-05-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
| JP5650553B2 (ja) | 2011-02-04 | 2015-01-07 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイスの製造方法 |
| WO2013031651A1 (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
| WO2017013968A1 (ja) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
-
2020
- 2020-12-09 CN CN202080084520.9A patent/CN114830533A/zh active Pending
- 2020-12-09 KR KR1020227015964A patent/KR20220082034A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-12-09 WO PCT/JP2020/045845 patent/WO2021125013A1/ja active Application Filing
- 2020-12-09 JP JP2021565516A patent/JP7464062B2/ja active Active
-
2022
- 2022-06-08 US US17/835,064 patent/US20220302897A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220082034A (ko) | 2022-06-16 |
| JPWO2021125013A1 (zh) | 2021-06-24 |
| JP7464062B2 (ja) | 2024-04-09 |
| WO2021125013A1 (ja) | 2021-06-24 |
| US20220302897A1 (en) | 2022-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220014172A1 (en) | Elastic wave device, splitter, and communication apparatus | |
| EP2012428B1 (en) | Elastic surface wave device | |
| KR20170128505A (ko) | 탄성파 장치 | |
| US20200091892A1 (en) | Acoustic wave device, filter, multiplexer, radio-frequency front-end circuit, and communication device | |
| WO2006114930A1 (ja) | 弾性境界波装置 | |
| JP4992911B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP7278305B2 (ja) | 弾性波装置、分波器および通信装置 | |
| JPWO2005086345A1 (ja) | 弾性境界波装置 | |
| US11437973B2 (en) | Surface acoustic wave device on composite substrate | |
| WO2020204045A1 (ja) | 高次モード弾性表面波デバイス | |
| JP2023036845A (ja) | 弾性波装置 | |
| CN114830533A (zh) | 弹性波装置 | |
| CN113454912B (zh) | 弹性波装置 | |
| KR20080008396A (ko) | 탄성경계파 장치 | |
| JP2023060058A (ja) | 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| CN109417371B (zh) | 弹性波装置 | |
| JPWO2008123131A1 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JP4992968B2 (ja) | 弾性表面波装置 | |
| KR102667712B1 (ko) | 탄성파 장치 | |
| WO2021090861A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| KR102667725B1 (ko) | 탄성파 장치 | |
| WO2021210551A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| WO2020184624A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| CN116636141A (zh) | 弹性波装置 | |
| CN116671012A (zh) | 弹性波装置 |
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 |