CN116210154A - 弹性波装置以及弹性波装置的制造方法 - Google Patents

弹性波装置以及弹性波装置的制造方法 Download PDF

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CN116210154A CN202180063301.7A CN202180063301A CN116210154A CN 116210154 A CN116210154 A CN 116210154A CN 202180063301 A CN202180063301 A CN 202180063301A CN 116210154 A CN116210154 A CN 116210154A
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Abstract

本发明提供一种抑制频率特性的纹波的弹性波装置以及弹性波装置的制造方法。弹性波装置具备:支承基板;压电层,在第1方向上观察,与支承基板重叠;和第1电极以及第2电极,设置在压电层的至少第1主面,彼此相互对置,且为彼此不同的电位。在压电层的第2主面与支承基板之间存在空间部,空间部被压电层覆盖。第1电极以及第2电极分别具有在第1方向上与空间部重叠的重叠部分和在第1方向上不与空间部重叠的非重叠部分。在第1方向上,在和第1电极的非重叠部分与第2电极的非重叠部分之间的区域重叠的支承基板的至少一部分,设置有具有与支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层。

Description

弹性波装置以及弹性波装置的制造方法
技术领域
本公开涉及具有包含铌酸锂或钽酸锂的压电层的弹性波装置以及弹性波装置的制造方法。
背景技术
在专利文献1记载了弹性波装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-257019号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1记载的弹性波装置中,存在想要改善频率特性的纹波的愿望。
本公开是鉴于上述情形而完成的,其目的在于,提供一种抑制频率特性的纹波的弹性波装置以及弹性波装置的制造方法。
用于解决问题的技术方案
一个方式涉及的弹性波装置具备:支承基板;压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;和第1电极以及第2电极,设置在所述压电层的至少第1主面,彼此相互对置,且为彼此不同的电位,在所述压电层的与所述第1主面相反侧的第2主面和所述支承基板之间存在空间部,所述空间部的至少一部分被所述压电层覆盖,所述第1电极以及所述第2电极分别具有在所述第1方向上与所述空间部重叠的重叠部分和在所述第1方向上不与所述空间部重叠的非重叠部分,在俯视下的和所述第1电极的所述非重叠部分与所述第2电极的所述非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层。
一个方式涉及的弹性波装置具备:支承基板;压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;第1谐振器,设置在所述压电层的至少第1主面;以及第2谐振器,设置在所述压电层的至少所述第1主面,处于与所述第1谐振器不同的位置,所述第1谐振器具有:第1空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及第1电极,包含在所述第1方向上与所述第1空间部重叠的第1重叠部分和在所述第1方向上不与所述第1空间部重叠的第1非重叠部分,所述第2谐振器具有:第2空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及第2电极,包含在所述第1方向上与所述第2空间部重叠的第2重叠部分和在所述第1方向上不与所述第2空间部重叠的第2非重叠部分,所述第2空间部处于与所述第1空间部不同的位置,所述第1电极和所述第2电极彼此相互对置,且为彼此不同的电位,在俯视下的和所述第1非重叠部分与所述第2非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层。
一个方式涉及的弹性波装置的制造方法具备:衰减层形成工序,通过对具有第1面以及第2面的支承基板的所述第2面进行离子注入,从而在所述支承基板的内部形成具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层;压电层层叠工序,在所述支承基板的第1面层叠压电层,使得覆盖空洞部;以及电极膜形成工序,在所述压电层的与所述支承基板的所述第1面侧相反侧的面,形成第1电极膜和第2电极膜,依次进行所述衰减层形成工序、所述压电层层叠工序、所述电极膜形成工序。
一个方式涉及的弹性波装置的制造方法具备:衰减层形成工序,通过对具有第1面以及第2面的支承基板的所述第2面进行激光照射,从而在所述支承基板的内部形成具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层;压电层层叠工序,在所述支承基板的所述第1面层叠压电层,使得覆盖空洞部;以及电极膜形成工序,在所述压电层的与所述支承基板的所述第1面侧相反侧的面,形成第1电极膜和第2电极膜,依次进行所述压电层层叠工序、所述电极膜形成工序、所述衰减层形成工序。
一个方式涉及的弹性波装置具备:支承基板;压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;和第1电极以及第2电极,设置在所述压电层上的至少第1主面,彼此相互对置,且为彼此不同的电位,在所述压电层的与所述第1主面相反侧的第2主面和所述支承基板之间存在空间部,所述空间部被所述压电层覆盖至少一部分,所述第1电极以及所述第2电极分别具有在所述第1方向上与所述空间部重叠的重叠部分和在所述第1方向上不与所述空间部重叠的非重叠部分,在俯视下的和所述第1电极的所述非重叠部分与所述第2电极的所述非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有将所述支承基板的一部分设为空洞的空隙。
一个方式涉及的弹性波装置具备:支承基板;压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;第1谐振器,设置在所述压电层的至少第1主面;以及第2谐振器,设置在所述压电层的至少所述第1主面,处于与所述第1谐振器不同的位置,所述第1谐振器具有:第1空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及第1电极,包含在所述第1方向上与所述第1空间部重叠的第1重叠部分和在所述第1方向上不与所述第1空间部重叠的第1非重叠部分,所述第2谐振器具有:第2空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及第2电极,包含在所述第1方向上与所述第2空间部重叠的第2重叠部分和在所述第1方向上不与所述第2空间部重叠的第2非重叠部分,所述第2空间部处于与所述第1空间部不同的位置,所述第1电极和所述第2电极彼此相互对置,且为彼此不同的电位,在俯视下的和所述第1非重叠部分与所述第2非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有将所述支承基板的一部分设为空洞的空隙。
发明效果
根据本公开,能够抑制频率特性的纹波。
附图说明
图1A是示出第1实施方式的弹性波装置的立体图。
图1B是示出第1实施方式的电极构造的俯视图。
图2是图1A的沿着II-II线的部分的剖视图。
图3A是用于说明在比较例的压电层传播的拉姆波的示意性的剖视图。
图3B是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模的体波(bulkwave)的示意性的剖视图。
图4是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模的体波的振幅方向的示意性的剖视图。
图5是示出第1实施方式的弹性波装置的谐振特性的例子的说明图。
图6是示出在第1实施方式的弹性波装置中将相邻的电极的中心间距离或中心间距离的平均距离设为p并将压电层的平均厚度设为d的情况下d/2p和作为谐振器的相对带宽的关系的说明图。
图7是示出在第1实施方式的弹性波装置中设置有一对电极的例子的俯视图。
图8是第1实施方式的变形例,是切除了弹性波装置的一部分的立体图。
图9是比较例的弹性波装置的俯视图。
图10是图9的沿着X-X线的部分的剖视图。
图11A是用于说明比较例的频率特性的说明图。
图11B是用于说明图11A的一部分的频率特性的说明图。
图12是第1实施方式的弹性波装置的俯视图。
图13是图12的沿着XII—XII线的部分的剖视图。
图14是用于说明第1实施方式的制造方法的说明图。
图15是第2实施方式的弹性波装置的剖视图。
图16是用于说明第2实施方式的制造方法的说明图。
图17是第2实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。
图18是第3实施方式的弹性波装置的剖视图。
图19是第3实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。
图20是第4实施方式的弹性波装置的剖视图。
图21是第5实施方式的弹性波装置的剖视图。
图22是第6实施方式的弹性波装置的剖视图。
图23A是示意性地示出第1实施方式的声反射波的说明图。
图23B是示意性地示出第6实施方式的声反射波的说明图。
图24是示意性地示出第6实施方式的弹性波装置中的衰减层的说明图。
图25是在第6实施方式的弹性波装置中说明衰减层的厚度和纹波的程度的关系的说明图。
图26是在第6实施方式的弹性波装置中说明声阻抗的说明图。
图27是在第6实施方式的弹性波装置中说明衰减层的材料和横波声速的关系的说明图。
图28是第6实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。
图29是第7实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。
图30是示出第8实施方式的弹性波装置中d/2p、金属化比MR、以及相对带宽的关系的说明图。
图31是示出在第9实施方式的弹性波装置中使d/p尽可能接近于0的情况下的相对带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°,θ,ψ)的映射的说明图。
具体实施方式
以下,基于附图对本公开的实施方式详细地进行说明。另外,本公开并不被该实施方式所限定。另外,在本公开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在变形例、第2实施方式以后,省略关于与第1实施方式共同的事项的记述,仅对不同点进行说明。特别是,关于基于同样的结构的同样的作用效果,将不在每个实施方式中逐次提及。
(第1实施方式)
图1A是示出第1实施方式的弹性波装置的立体图。图1B是示出第1实施方式的电极构造的俯视图。
第1实施方式的弹性波装置1具有包含LiNbO3的压电层2。压电层2也可以包含LiTaO3。在第1实施方式中,LiNbO3、LiTaO3的切割角为Z切割。LiNbO3、LiTaO3的切割角也可以是旋转Y切割或X切割。另外,传播方位优选为Y传播以及X传播±30°。
压电层2的厚度没有特别限定,但是为了有效地激励厚度剪切一阶模,优选为50nm以上且1000nm以下。
压电层2具有在Z方向上相互对置的第1主面2a和第2主面2b。在第1主面2a上设置有电极3以及电极4。
在此,电极3是“第1电极”的一个例子,电极4是“第2电极”的一个例子。在图1A以及图1B中,多个电极3与第1汇流条5连接。多个电极4与第2汇流条6连接。多个电极3以及多个电极4彼此相互交错对插。
电极3以及电极4具有矩形形状,并具有长度方向。在与该长度方向正交的方向上,电极3和与电极3相邻的电极4对置。电极3、电极4的长度方向以及与电极3、电极4的长度方向正交的方向均为与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此,也可以说,电极3和与电极3相邻的电极4在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置。在第1实施方式中,有时将压电层2的厚度方向设为Z方向(或第1方向),将与电极3、电极4的长度方向正交的方向设为X方向(或第2方向),将电极3、电极4的长度方向设为Y方向(或第3方向),从而进行说明。
此外,也可以是,电极3、电极4的长度方向和与图1A以及图1B所示的电极3、电极4的长度方向正交的方向对调。即,在图1A以及图1B中,也可以使电极3、电极4在第1汇流条5以及第2汇流条6延伸的方向上延伸。在该情况下,第1汇流条5以及第2汇流条6变得在图1A以及图1B中电极3、电极4延伸的方向上延伸。而且,连接于一个电位的电极3和连接于另一个电位的电极4相邻的一对的构造在与上述电极3、电极4的长度方向正交的方向上设置有多对。
在此,所谓电极3和电极4相邻,不是指电极3和电极4被配置为直接接触的情况,而是指电极3和电极4隔开间隔配置的情况。此外,在电极3和电极4相邻的情况下,在电极3与电极4之间,不配置包含其它电极3、电极4在内的与信号电极、接地电极连接的电极。其对数无需为整数对,也可以是1.5对、2.5对等。
电极3与电极4之间的中心间距离,即,间距优选为1μm以上且10μm以下的范围。此外,所谓电极3与电极4之间的中心间距离,成为将与电极3的长度方向正交的方向上的电极3的宽度尺寸的中心和与电极4的长度方向正交的方向上的电极4的宽度尺寸的中心连结的距离。
进而,在电极3、电极4中的至少一者存在多根的情况(在将电极3、电极4设为一对电极组的情况下,是存在1.5对以上的电极组的情况)下,电极3、电极4的中心间距离是指1.5对以上的电极3、电极4之中相邻的电极3、电极4各自的中心间距离的平均值。
此外,电极3、电极4的宽度,即,电极3、电极4的对置方向上的尺寸优选为150nm以上且1000nm以下的范围。另外,所谓电极3与电极4之间的中心间距离,成为将与电极3的长度方向正交的方向上的电极3的尺寸(宽度尺寸)的中心和与电极4的长度方向正交的方向上的电极4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结的距离。
此外,在第1实施方式中,使用了Z切割的压电层,因此与电极3、电极4的长度方向正交的方向成为与压电层2的极化方向正交的方向。在作为压电层2而使用了其它切割角的压电体的情况下,并不限于此。在此,所谓“正交”,并不仅限定于严格地正交的情况,也可以是大致正交(与电极3、电极4的长度方向正交的方向和极化方向所成的角度例如为90°±10°)。
在压电层2的第2主面2b侧隔着中间层7层叠有支承构件8。如图2所示,中间层7以及支承构件8具有框状的形状,具有开口部7a、8a。由此,形成空洞部(气隙)9。
空洞部9是为了不妨碍压电层2的激励区域C的振动而设置的。因此,上述支承构件8在不与设置有至少一对电极3、电极4的部分重叠的位置隔着中间层7层叠在第2主面2b。另外,也可以不设置中间层7。因此,支承构件8能够直接或间接地层叠在压电层2的第2主面2b。
中间层7是绝缘层,由氧化硅形成。不过,除了氧化硅以外,中间层7还能够由氮氧化硅、矾土等适当的绝缘性材料形成。
支承构件8也称为支承基板,由Si形成。Si的压电层2侧的面的面方位可以是(100),也可以是(110)或(111)。优选地,最好是电阻率为4kΩ以上的高电阻的Si。不过,对于支承构件8,也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料来构成。作为支承构件8的材料,例如,能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化镁、蓝宝石、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体等。
上述多个电极3、电极4以及第1汇流条5、第2汇流条6包含Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在第1实施方式中,电极3、电极4以及第1汇流条5、第2汇流条6具有在Ti膜上层叠了Al膜的构造。另外,也可以使用Ti膜以外的密接层。
在进行驱动时,在多个电极3与多个电极4之间施加交流电压。更具体地,在第1汇流条5与第2汇流条6之间施加交流电压。由此,能够得到利用了在压电层2中激励的厚度剪切一阶模的体波的谐振特性。
此外,在弹性波装置1中,在将压电层2的厚度设为d并将多对电极3、电极4中的任一相邻的电极3、电极4的中心间距离设为p的情况下,d/p设为0.5以下。因此,能够有效地激励上述厚度剪切一阶模的体波,得到良好的谐振特性。更优选地,d/p为0.24以下,在该情况下,能够得到更加良好的谐振特性。
另外,在像第1实施方式那样电极3、电极4中的至少一者存在多根的情况下,即,在将电极3、电极4设为一对电极组的情况下,若电极3、电极4为1.5对以上,则相邻的电极3、电极4的中心间距离p成为各相邻的电极3、电极4的中心间距离的平均距离。
在第1实施方式的弹性波装置1中,具备上述结构,因此即使为了谋求小型化而减少了电极3、电极4的对数,也不易产生Q值的下降。这是因为,是在两侧不需要反射器的谐振器,传播损耗少。此外,之所以不需要上述反射器,是由于利用了厚度剪切一阶模的体波。
图3A是用于说明在比较例的压电层传播的拉姆波的示意性的剖视图。图3B是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模的体波的示意性的剖视图。图4是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模的体波的振幅方向的示意性的剖视图。
在图3A中,是像在专利文献1记载的那样的弹性波装置,拉姆波在压电层传播。如图3A所示,波如箭头所示地在压电层201中传播。在此,在压电层201中,具有第1主面201a和第2主面201b,将第1主面201a和第2主面201b连结的厚度方向为Z方向。X方向是IDT((InterDigitalTransducer,叉指换能器))电极的电极指排列的方向。如图3A所示,如果是拉姆波,则波如图所示地在X方向上传播。因为是板波,所以虽然压电层201作为整体进行振动,但是波在X方向上传播,因此在两侧配置反射器而得到谐振特性。因此,产生波的传播损耗,在谋求小型化的情况下,即,在减少了电极指的对数的情况下,Q值下降。
相对于此,如图3B所示,在第1实施方式的弹性波装置中,振动位移是厚度剪切方向,因此波大致在将压电层2的第1主面2a和第2主面2b连结的方向,即,Z方向上传播并谐振。即,波的X方向分量与Z方向分量相比显著地小。而且,因为通过该Z方向上的波的传播来得到谐振特性,所以不需要反射器。因而,不产生在反射器传播时的传播损耗。因此,即使为了发展小型化而减少了包含电极3、电极4的电极对的对数,也不易产生Q值的下降。
另外,如图4所示,厚度剪切一阶模的体波的振幅方向在压电层2的激励区域C(参照图1B)包含的第1区域451和激励区域C包含的第2区域452中变得相反。在图4中,示意性地示出了在电极3与电极4之间施加了电极4与电极3相比成为高电位的电压的情况下的体波。第1区域451是激励区域C中的、假想平面VP1与第1主面2a之间的区域,该假想平面VP1与压电层2的厚度方向正交并将压电层2分为两部分。第2区域452是激励区域C中的、假想平面VP1与第2主面2b之间的区域。
在弹性波装置1中,配置有包含电极3和电极4的至少一对电极,但是因为并不是使波在X方向上传播,所以该包含电极3、电极4的电极对的对数未必一定要是多对。即,只要设置有至少一对电极即可。
例如,上述电极3是与信号(hot)电位连接的电极,电极4是与接地电位连接的电极。不过,也可以是,电极3与接地电位连接,电极4与信号电位连接。在第1实施方式中,如上所述,至少一对电极是与信号电位连接的电极或者与接地电位连接的电极,并未设置浮置电极。
图5是示出第1实施方式的弹性波装置的谐振特性的例子的说明图。另外,得到了图5所示的谐振特性的弹性波装置1的设计参数如下。
压电层2:欧拉角为(0°,0°,90°)的LiNbO3
压电层2的厚度:400nm。
激励区域C(参照图1B)的长度:40μm
包含电极3、电极4的电极的对数:21对
电极3与电极4之间的中心间距离(间距)p:3μm
电极3、电极4的宽度:500nm
d/p:0.133
中间层7:厚度为1μm的氧化硅膜。
支承构件8:Si。
另外,所谓激励区域C(参照图1B),是在与电极3和电极4的长度方向正交的X方向上观察时电极3和电极4重叠的区域。所谓激励区域C的长度,是激励区域C的沿着电极3、电极4的长度方向的尺寸。
在第1实施方式中,包含电极3、电极4的电极对的电极间距离设为在多对中全部相等。即,以等间距配置了电极3和电极4。
根据图5可明确,尽管不具有反射器,却仍得到了相对带宽为12.5%的良好的谐振特性。
另外,在将上述压电层2的厚度设为d并将电极3和电极4的电极的中心间距离设为p的情况下,在第1实施方式中,d/p为0.5以下,更优选为0.24以下。参照图6对此进行说明。
与得到了图5所示的谐振特性的弹性波装置同样地,但是使d/2p变化,从而得到了多个弹性波装置。图6是示出在第1实施方式的弹性波装置中将相邻的电极的中心间距离或中心间距离的平均距离设为p并将压电层的平均厚度设为d的情况下d/2p和作为谐振器的相对带宽的关系的说明图。
如图6所示,若d/2p超过0.25,即,如果是d/p>0.5,则即使调整d/p,相对带宽也不足5%。相对于此,在d/2p≤0.25的情况下,即,在d/p≤0.5的情况下,如果在该范围内使d/p变化,则能够将相对带宽设为5%以上,即,能够构成具有高的耦合系数的谐振器。此外,在d/2p为0.12以下的情况下,即,在d/p为0.24以下的情况下,能够将相对带宽提供为7%以上。除此以外,如果在该范围内调整d/p,则能够得到相对带宽更加宽的谐振器,能够实现具有更加高的耦合系数的谐振器。因此,可知通过将d/p设为0.5以下,从而能够构成利用了上述厚度剪切一阶模的体波的、具有高的耦合系数的谐振器。
另外,至少一对电极也可以是一对,在一对电极的情况下,上述p设为相邻的电极3、电极4的中心间距离。此外,在1.5对以上的电极的情况下,只要将相邻的电极3、电极4的中心间距离的平均距离设为p即可。
例如,在压电层2具有厚度偏差的情况下,也可以采用对其厚度进行了平均化的值。
图7是示出在第1实施方式的弹性波装置中设置有一对电极的例子的俯视图。在弹性波装置31中,在压电层2的第1主面2a上,设置有具有电极3和电极4的一对电极。另外,图7中的K成为交叉宽度。如前所述,在本公开的弹性波装置中,电极的对数也可以是一对。即使在该情况下,只要上述d/p为0.5以下,就也能够有效地激励厚度剪切一阶模的体波。
图8是第1实施方式的变形例,是切除了弹性波装置的一部分的立体图弹性波装置81具有支承基板82。在支承基板82设置有在上表面开放的凹部。在支承基板82上层叠有压电层83。由此,构成空洞部9。在该空洞部9的上方,在压电层83上设置有IDT电极84。在IDT电极84的弹性波传播方向两侧设置有反射器85、86。在图8中,用虚线示出空洞部9的外周缘。在此,IDT电极84具有第1汇流条84a以及第2汇流条84b和作为多根第1电极指的电极84c以及作为多根第2电极指的电极84d。多根电极84c与第1汇流条84a连接。多根电极84d与第2汇流条84b连接。多根电极84c和多根电极84d相互交错对插。
在弹性波装置81中,通过对上述空洞部9上的IDT电极84施加交流电场,从而激励作为板波的拉姆波。而且,因为在两侧设置有反射器85、86,所以能够得到基于上述拉姆波的谐振特性。
图9是比较例的弹性波装置的俯视图。图10是图9的沿着X—X线的部分的剖视图。如图9以及图10所示,在比较例的弹性波装置中,一个支承构件8A对第1谐振器RS1、第2谐振器RS2进行支承。
图9以及图10所示的弹性波装置具有支承构件8A和压电层,该压电层在第1主面2a形成有电极,在第2主面2b侧存在空洞部9A、9B。
第1谐振器RS1的第1电极3跨越在Z方向上观察与空洞部9A重叠的重叠区域SA1和在Z方向上观察不与空洞部9A重叠的非重叠部分NSA1而设置。第2谐振器RS2的第2电极4跨越在Z方向上观察与空洞部9B重叠的重叠区域SA2和在Z方向上观察不与空洞部9B重叠的非重叠部分NSA2而设置。
第1电极3的非重叠部分NSA1与第2电极4的非重叠部分NSA2之间设为区域NSA3。在Z方向上俯视,第1谐振器RS1的第1电极3和第2谐振器RS2的第2电极4将区域NSA3夹在中间而设置。如图10所示,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW有可能会在支承构件8A的区域NSA3反射而传递到第2谐振器RS2的另一个电极4。图11A是用于说明比较例的频率特性的说明图。图11B是用于说明图11A的一部分的频率特性的说明图。图11A以及图11B的纵轴是通过特性[dB],横轴是频率。在此,将图11A所示的谐振频率Fr与反谐振频率Fa之间的频带称为通带。图11B放大示出了图I1A的通带QQ。在图11A以及图11B的通带中,示出了插入损耗,在图11A的通带外,示出了衰减。
在比较例的弹性波装置中,如图11B所示,由于泄漏波LW的影响,在滤波器的通带QQ内产生许多的纹波,有可能使滤波器特性劣化。
图12是第1实施方式的弹性波装置的俯视图。图13是图12的沿着XII—XII线的部分的剖视图。如图12以及图13所示,在第1实施方式的弹性波装置中,一个支承构件8A对第1谐振器RS1、第2谐振器RS2进行支承。第2谐振器RS2处于与第1谐振器RS1不同的位置。
图12以及图13所示的弹性波装置具有支承构件8A和压电层2,该压电层2在第1主面2a形成有第1电极3、第2电极4,在第2主面2b侧存在空洞部9A、9B。空洞部9B相对于空洞部9A设置在Y方向上。第1谐振器RS1的第1电极3以及第2谐振器RS2的第2电极4中的一者是信号电极,另-者是接地电极。第1谐振器RS1的第1电极3以及第2谐振器RS2的第2电极4具有彼此不同的电位。在第1实施方式中,第1谐振器RS1的第1电极3是接地电极,第2谐振器RS2的第2电极4是信号电极。
第1谐振器RS1的第1电极3跨越在Z方向上观察与空洞部9A重叠的重叠区域SA1和在Z方向上观察不与空洞部9A重叠的非重叠部分NSA1而设置。第2谐振器RS2的第2电极4跨越在Z方向上观察与空洞部9B重叠的重叠区域SA2和在Z方向上观察不与空洞部9B重叠的非重叠部分NSA2而设置。
第1电极3的非重叠部分NSA1与第2电极4的非重叠部分NSA2之间设为区域NSA3。在Z方向上俯视,第1谐振器RS1的第1电极3和第2谐振器RS2的第2电极4将区域NSA3夹在中间而设置。
在与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分设置有具有与支承构件8A不同的结晶性的衰减层10A。在第1实施方式中,处于从支承构件8A的与存在压电层2的表面相反侧的背面起20μm以上且50μm以下的程度的深度。衰减层10A处于X—Y平面的整个面。因此,可以说,在与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分设置有具有与支承构件8A不同的结晶性的衰减层10A。
在支承构件8A为Si的情况下,衰减层10A例如为非晶硅层、多晶硅层。例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
此外,在Z方向上观察,在与空洞部9A重叠的区域SA3以及与空洞部9A重叠的区域SA4也存在衰减层10A。例如,由第1谐振器RS1的电极4激励的波的泄漏波LW在域区域SA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW2衰减,可抑制传递到第1谐振器RS1的电极3的反射波LW2的强度。
以下,对第1实施方式的弹性波装置的制造方法进行说明。图14是用于说明第1实施方式的制造方法的说明图。
(压电层层叠工序)
在支承构件8A的第1面形成空洞部9A以及空洞部9B。接着,在支承构件8A的第1面层叠压电层2,使得覆盖空洞部9A以及空洞部9B。
(电极膜形成工序)
在压电层层叠工序之后,在压电层2的与支承构件8A的第1面相反侧的第1主面,通过溅射等形成第1电极3的膜和第2电极4的膜。
(衰减层形成工序)
如图14所示,在电极膜形成工序之后,在支承构件8A的与第1面相反侧的第2面,进行氢离子的离子注入Pi。进行了氢离子的离子注入Pi的部分成为结晶性与未进行氢离子的离子注入的部分不同的衰减层10A。
在以上说明的弹性波装置的制造方法中,依次进行压电层层叠工序、电极膜形成工序、衰减层形成工序。在第1实施方式的弹性波装置的制造方法中,并不限于该顺序。
(衰减层形成工序)
首先,在未形成空洞部9A以及空洞部9B的基板的状态的支承构件8A的与第1面相反侧的第2面,进行氢离子的离子注入Pi。进行了氢离子的离子注入Pi的部分成为结晶性与未进行氢离子的离子注入的部分不同的衰减层10A。
(压电层层叠工序)
在衰减层形成工序之后,在支承构件8A的第1面形成空洞部9A以及空洞部9B。接着,在支承构件8A的第1面层叠压电层2,使得覆盖空洞部9A以及空洞部9B。
(电极膜形成工序)
在压电层层叠工序之后,在压电层2的与支承构件8A的第1面相反侧的第1主面,通过溅射等形成第1电极3的膜和第2电极4的膜。
在以上说明的另一个弹性波装置的制造方法中,依次进行衰减层形成工序、压电层层叠工序、电极膜形成工序。由此,在衰减层形成工序中,可抑制压电层2、电极膜的劣化,能够省略压电层2、电极膜的保护工艺。
(第2实施方式)
图15是第2实施方式的弹性波装置的剖视图。图15是图12的沿着XII-XII线的部分的另一个剖视图。在第2实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。
设置有对与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分进行了改质的衰减层10B。在第2实施方式中,衰减层10B处于从支承构件8A的背面起20μm以上且50μm以下的程度的深度。衰减层10B散布在X-Y平面的整个面。因此,可以说,在与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分设置有衰减层10B。
例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的衰减层10B衰减。因此,在衰减层10B反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
以下,对第2实施方式的弹性波装置的制造方法进行说明。图16是用于说明第2实施方式的制造方法的说明图。
(压电层层叠工序)
在支承构件8A的第1面形成空洞部9A以及空洞部9B。接着,在支承构件8A的第1面层叠压电层2,使得覆盖空洞部9A以及空洞部9B。
(电极膜形成工序)
在压电层层叠工序之后,在压电层2的与支承构件8A的第1面相反侧的第1主面,通过溅射等形成第1电极3的膜和第2电极4的膜。
(衰减层形成工序)
如图16所示,在电极膜形成工序之后,在支承构件8A的与第1面相反侧的第2面,进行激光照射PL。由此,使支承构件8A的内部产生等离子体,形成使结晶性劣化了的改质层,从而设置具有与支承构件8A的结晶性不同的结晶性的衰减层10B。激光照射PL对每个局部进行,进行激光照射的部位在Y方向的扫描方向Scan上移动。关于激光照射PL,进行激光照射的部位还在X方向上移动。由此,在X-Y平面中观察,变得散布有衰减层10B。
在以上说明的弹性波装置的制造方法中,依次进行压电层层叠工序、电极膜形成工序、衰减层形成工序。在第1实施方式的弹性波装置的制造方法中,并不限于该顺序。
(衰减层形成工序)
首先,在未形成空洞部9A以及空洞部9B的基板的状态的支承构件8A的与第1面相反侧的第2面,进行激光照射PL。进行激光照射PL的部分成为结晶性与未进行激光照射PL的部分不同的衰减层10B。
(压电层层叠工序)
在衰减层形成工序之后,在支承构件8A的第1面形成空洞部9A以及空洞部9B。接着,在支承构件8A的第1面层叠压电层2,使得覆盖空洞部9A以及空洞部9B。
(电极膜形成工序)
在压电层层叠工序之后,在压电层2的与支承构件8A的第1面相反侧的第1主面,通过溅射等形成第1电极3的膜和第2电极4的膜。
在以上说明的另一个弹性波装置的制造方法中,依次进行衰减层形成工序、压电层层叠工序、电极膜形成工序。由此,在衰减层形成工序中,可抑制压电层2、电极膜的劣化,能够省略压电层2、电极膜的保护工艺。
图17是第2实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。在第2实施方式的变形例中,仅在与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分设置有衰减层10B。
例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的衰减层10B衰减。因此,在衰减层10B反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
(第3实施方式)
图18是第3实施方式的弹性波装置的剖视图。图18是图12的沿着XII-XII线的部分的另一个剖视图。在第3实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。
设置有将与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分设为空隙的空隙10C。在第3实施方式中,空隙10C处于从支承构件8A的背面起020μm以上且50μm以下的程度的深度。空隙10C散布在区域NSA3的范围内。因此,可以说,在与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分设置有空隙10C。
例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的空隙10C衰减。因此,在空隙10C反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
图19是第3实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。如图19所示,在Z方向上观察,在与空洞部9A重叠的区域SA3以及与空洞部9A重叠的区域SA4存在空隙10C。例如,由第1谐振器RS1的电极4激励的波的泄漏波LW在域区域SA3的空隙10C衰减。因此,在空隙10C反射的反射波LW2衰减,可抑制传递到第1谐振器RS1的电极3的反射波LW2的强度。
(第4实施方式)
图20是第4实施方式的弹性波装置的剖视图。在第4实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。在第4实施方式的弹性波装置中,在压电层2的第2主面2b层叠有声多层膜42。
声多层膜42具有声阻抗相对低的低声阻抗层42a、42c、42e和声阻抗相对高的高声阻抗层42b、42d的层叠构造。在使用了声多层膜42的情况下,即使不使用弹性波装置1中的空洞部9,也能够将厚度剪切一阶模的体波封闭在压电层2内。在第4实施方式的弹性波装置中,也能够通过将上述d/p设为0.5以下,从而得到基于厚度剪切一阶模的体波的谐振特性。另外,在声多层膜42中,其低声阻抗层42a、42c、42e以及高声阻抗层42b、42d的层叠数没有特别限定。只要至少一层高声阻抗层42b、42d配置在比低声阻抗层42a、42c、42e远离压电层2侧即可。
关于上述低声阻抗层42a、42c、42e以及高声阻抗层42b、42d,只要满足上述声阻抗的关系,就能够由适当的材料构成。例如,作为低声阻抗层42a、42c、42e的材料,能够列举氧化硅或氮氧化硅等。此外,作为高声阻抗层42b、42d的材料,能够列举矾土、氮化硅或金属等。
在Z方向上观察,第1谐振器RS1的第1电极3与第2谐振器RS2的第2电极4之间设为区域NSA4。在第4实施方式中,在与区域NSA4重叠的支承构件8A的一部分设置有具有与支承构件8A不同的结晶性的衰减层i0A。
例如,由第1谐振器RS1的电极4激励的波的泄漏波LW在区域SA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW2衰减,可抑制传递到第1谐振器RS1的电极3的反射波LW2的强度。
(第5实施方式)
图21是第5实施方式的弹性波装置的剖视图。在第5实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。第5实施方式的弹性波装置具备作为第1电极的上部电极91、作为第2电极的下部电极92、以及压电层2A、2B。一个支承构件8B对第1谐振器RS1、第2谐振器RS2进行支承。
第1谐振器RS1的上部电极91和下部电极92在Z方向上夹着压电层2A。第2谐振器RS2的上部电极91和下部电极92在Z方向上夹着压电层2B。第5实施方式的弹性波装置有时也被称为BAW元件(BulkAcoustic Wave元件,体声波元件)。
在第5实施方式的弹性波装置中,一个支承构件8B对第1谐振器RS1、第2谐振器RS2进行支承。第2谐振器RS2处于与第1谐振器RS1不同的位置。设置在支承构件8B的空洞部9A以及空洞部9B被压电层2A以及压电层2B覆盖。第1谐振器RS1的上部电极91以及下部电极92跨越在Z方向上与空洞部9A重叠的重叠区域SX1和在Z方向上不与空洞部9A重叠的非重叠部分NSA1而设置。第2谐振器RS2的上部电极91以及下部电极92跨越在Z方向上与空洞部9B重叠的重叠区域SX2和在Z方向上不与空洞部9B重叠的非重叠部分NSA2而设置。在非重叠区域NSA,在上部电极91与压电层2A之间设置有绝缘膜33。在下部电极92与支承构件8B之间设置有绝缘膜32。
上部电极91的非重叠部分NSA1与下部电极92的非重叠部分NSA2之间设为区域NSA3。例如,由第1谐振器RS1的一个上部电极91激励的波的泄漏波在处于支承构件8B的区域NSA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个下部电极92的反射波的强度。
(第6实施方式)
图22是第6实施方式的弹性波装置的剖视图。在第6实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。在第6实施方式中,在与区域NSA3重叠的支承构件8A的一部分,设置有具有与支承构件8A不同的结晶性的第1衰减层10A以及第2衰减层11A。第1衰减层10A比第2衰减层11A靠近压电层2。
第2衰减层11A的材料与第1衰减层10A不同。或者,第2衰减层11A的密度与第1衰减层10A不同。
或者,在支承构件8A为Si时,第1衰减层10A以及第2衰减层11A是Si被氧化了的氧化硅。像这样,第1衰减层10A以及第2衰减层11A也可以包含密度彼此不同的相同的材料。例如,第1衰减层10A以及第2衰减层11A通过变更成膜条件等而使得彼此的密度不同。例如,使第1衰减层10A的密度大于第2衰减层11A。第2衰减层11A与第1衰减层10A相比是多孔体。或者,在第1衰减层10A以及第2衰减层11A均为多孔体的情况下,第1衰减层10A的密度ρ1变得大于第2衰减层11A的密度ρ2。
第2衰减层11A也可以将支承构件8A的背面设为粗化层而形成。由此,第2衰减层11A与第1衰减层10A更加密接,密接性增大。此外,可抑制制造装置的复杂化,弹性波装置的生产率提高。
如图22所示,例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的第1衰减层10A、第2衰减层11A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
此外,在Z方向上观察,在与空洞部9A重叠的区域SA3以及与空洞部9A重叠的区域SA4也存在第1衰减层10A、第2衰减层11A。例如,由第1谐振器RS1的电极4激励的波的泄漏波LW在区域SA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW2衰减,可抑制传递到第1谐振器RS1的电极3的反射波LW2的强度。
图23A是示意性地示出第1实施方式的声反射波的说明图。图23B是示意性地示出第6实施方式的声反射波的说明图。一般来说,衰减率变得越大,声阻抗变得越低。例如,在非专利文献(Gilbert,S.R.,et al.IEEEInternational Ultrasonics Symposium.IEEE,2009.)的图4中,记载了衰减率变得越大,声阻抗变得越低。
如图23A所示,如果衰减层10A是单个层,则泄漏波LW在衰减层10A中成为比泄漏波LW衰减了的泄漏波LWatt。支承构件8A的声阻抗Z_sub大于衰减层10A的声阻抗Z_att。因此,如果支承构件8A和衰减层10A的声Z比大,则在支承构件8A与衰减层10A之间发生声反射LWR,有可能抑制纹波的降低率。
相对于此,如图23B所示,按照声阻抗Z大的顺序,并且按照靠近压电层的顺序,排列第1衰减层10A、第2衰减层11A。若设第2衰减层11A的声阻抗Z_att与图23A的第1衰减层10A的声阻抗相同,则泄漏波LW在第1衰减层10A中成为比泄漏波LW衰减了的泄漏波LWint。泄漏波LWint在第2衰减层11A中成为比泄漏波LWint衰减了的泄漏波LWatt。支承构件8A的声阻抗Z_sub大于第1衰减层10A的声阻抗Z_int。第1衰减层10A的声阻抗Z_int大于第2衰减层11A的声阻抗Z_att。若设置材料或密度彼此不同的第1衰减层10A、第2衰减层11A,则在第1衰减层10A与第2衰减层11A之间发生声反射LWR2。其结果是,可抑制支承构件8A与衰减层10A之间的声反射LWR1,与衰减层为单个层的情况相比较,可抑制频率特性的纹波。
图24是示意性地示出第6实施方式的弹性波装置中的衰减层的说明图。图25是在第6实施方式的弹性波装置中说明衰减层的厚度和纹波的程度的关系的说明图。图26是在第6实施方式的弹性波装置中说明声阻抗的说明图。
如图24所示,考察层叠有多个衰减层10t1至衰减层10tn的模型。因为衰减层为多个(n个),所以第一层至第(n-1)层优选为了抑制声反射而对厚度进行优化。为了在发生厚度剪切谐振的频带中抑制纹波,将衰减层10ti(i为1至n的整数)的厚度设为ti,将衰减层10ti的横波声速设为Vi,将压电层2的横波声速设为vp,将所述压电层的厚度设为tp,比率ki优选满足下述式(1)以及式(2)。
ki=(vp/vi)×(ti/tp)…(1)
0.8≤ki≤1.2…(2)
在图25中,在第1衰减层10t1为氧化硅且第2衰减层10t2为聚合物的情况下的仿真中,将由第1衰减层10t1造成的纹波最大值描绘在纵轴,并将上述ki描绘在横轴。第2衰减层10t2的聚合物为聚酰亚胺。
在图26中,对评价例1和评价例2的特性进行了比较。在评价例1中,示出了Z参数相对于k1=2.5的频率的变化。在评价例2中,示出了Z参数相对于k1=1的频率的变化。如图25以及图26所示,ki优选满足上述(2),更优选ki=1。
图27是在第6实施方式的弹性波装置中说明衰减层的材料和横波声速的关系的说明图。压电层2的材料和衰减层10tn的材料例如以图27所示的表1的横波声速的数值为基准来选定。例如,在作为支承基板的支承构件8A的材料为Si且第1衰减层10t1的材料为氧化硅(SiOx)的情况下,第2衰减层10t2的材料可选定SiOC。
图28是第6实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。在第6实施方式的变形例中,第1衰减层10A、第2衰减层11A、第3衰减层12A的声阻抗比作为支承基板的支承构件8A低。进而,使第2衰减层11A的声阻抗与第1衰减层10A的声阻抗不同。第2衰减层11A的声阻抗比第1衰减层10A的声阻抗低。使第3衰减层12A的声阻抗与第2衰减层11A的声阻抗不同。第3衰减层12A的声阻抗优选比第2衰减层11A的声阻抗低,但是也可以比第2衰减层11A的声阻抗高。
例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的第1衰减层10A、第2衰减层11A、第3衰减层12A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
此外,在Z方向上观察,在与空洞部9A重叠的区域SA3以及与空洞部9A重叠的区域SA4也存在第1衰减层10A、第2衰减层11A、第3衰减层12A。例如,由第1谐振器RS1的电极4激励的波的泄漏波LW在区域SA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW2衰减,可抑制传递到第1谐振器RS1的电极3的反射波LW2的强度。
(第7实施方式)
图29是第7实施方式的变形例的弹性波装置的剖视图。在第7实施方式的弹性波装置中,一个支承构件8A对第1谐振器RS1、第2谐振器RS2进行支承。第2谐振器RS2处于与第1谐振器RS1不同的位置。第7实施方式的弹性波装置与第1实施方式的弹性波装置不同,空洞部9A以及空洞部9B设置在中间层7。在第7实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。
在第7实施方式中,空洞部9A以及空洞部9B设置在中间层7,因此能够提高与空洞部9A以及空洞部9B重叠的压电层2的膜状区域的精度。空洞部9A以及空洞部9B是由设置在支承构件8A与压电层2之间的气隙构成的空间部。在第7实施方式中,有时在压电层2开有用于形成空洞部9A以及空洞部9B的孔。压电层2除该孔以外覆盖空洞部9A以及空洞部9B。像这样,空洞部9A的至少一部分以及空洞部9B的至少一部分被压电层2覆盖。
例如,由第1谐振器RS1的一个电极3激励的波的泄漏波LW在处于支承构件8A的区域NSA3的第1衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW1衰减,可抑制传递到第2谐振器RS2的另一个电极4的反射波LW1的强度。
此外,在Z方向上观察,在与空洞部9A重叠的区域SA3以及与空洞部9A重叠的区域SA4也存在第1衰减层10A。例如,由第1谐振器RS1的电极4激励的波的泄漏波LW在区域SA3的衰减层10A衰减。因此,在衰减层10A反射的反射波LW2衰减,可抑制传递到第1谐振器RS1的电极3的反射波LW2的强度。
(第8实施方式)
图30是示出第8实施方式的弹性波装置中d/2p、金属化比MR、以及相对带宽的关系的说明图。在第8实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。在第8实施方式的弹性波装置1中,构成d/2p和MR不同的各种各样的弹性波装置1,并测定了相对带宽。图30的虚线D的右侧的附加影线示出的部分是相对带宽为17%以下的区域。该附加了影线的区域和未附加影线的区域的边界可表示为MR=3.5(d/2p)+0.075。即,MR=1.75(d/p)+0.075。因此,优选地,MR≤≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下,容易将相对带宽设为17%以下。更优选为图30中的单点划线D1所示的MR=3.5(d/2p)+0.05的右侧的区域。即,如果MR≤≤1.75(d/p)+0.05,则能够将相对带宽可靠地设为17%以下。
(第9实施方式)
图31是示出在第9实施方式的弹性波装置中使d/p尽可能接近于0的情况下的相对带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°,θ,ψ)的映射的说明图。在第9实施方式中,对于与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略说明。图31的附上影线示出的部分为可得到至少5%以上的相对带宽的区域。若对区域的范围进行近似,则成为用下述的式(4)、式(5)以及式(6)表示的范围。
(0°±10°,0°~20°,任意的ψ)…式(4)
(0°+10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°)…式(5)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意的ψ)
…式(6)
因此,在上述式(1)、式(2)或式(3)的欧拉角范围的情况下,能够使相对带宽足够宽,是优选的。
另外,上述的实施方式用于使本公开容易理解,并非用于对本公开进行限定解释。本公开能够在不脱离其主旨的情况下进行变更/改良,并且本公开还包含其等价物。
附图标记说明
1、31、41、81:弹性波装置;
2、2A、2B:压电层;
2a:第1主面;
2b:第2主面;
3:电极(第1电极);
4:电极(第2电极);
5:第1汇流条;
6:第2汇流条;
7:中间层;
7a:开口部;
8、8A、8B:支承构件;
8a:开口部;
9、9A、9B:空洞部;
10A:衰减层(第1衰减层);
10B:衰减层;
10C:空隙;
11A:第2衰减层;
12A:第3衰减层;
32、33:绝缘膜;
82:支承基板;
83:压电层;
84:IDT电极;
85、86:反射器;
91:上部电极;
92:下部电极;
RS1:第1谐振器;
RS2:第2谐振器;
SA1:重叠区域;
SA2:重叠区域;
SA3:区域;
SA4:区域;
SX1:重叠区域;
SX2:重叠区域。

Claims (25)

1.一种弹性波装置,具备:
支承基板;
压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;和
第1电极以及第2电极,设置在所述压电层的至少第1主面,彼此相互对置,且为彼此不同的电位,
在所述压电层的与所述第1主面相反侧的第2主面和所述支承基板之间存在空间部,
所述空间部被所述压电层覆盖至少一部分,
所述第1电极以及所述第2电极分别具有在所述第1方向上与所述空间部重叠的重叠部分和在所述第1方向上不与所述空间部重叠的非重叠部分,
在俯视下的和所述第1电极的所述非重叠部分与所述第2电极的所述非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层。
2.一种弹性波装置,具备:
支承基板;
压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;
第1谐振器,设置在所述压电层的至少第1主面;以及
第2谐振器,设置在所述压电层的至少所述第1主面,处于与所述第1谐振器不同的位置,
所述第1谐振器具有:
第1空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及
第1电极,包含在所述第1方向上与所述第1空间部重叠的第1重叠部分和在所述第1方向上不与所述第1空间部重叠的第1非重叠部分,
所述第2谐振器具有:
第2空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及
第2电极,包含在所述第1方向上与所述第2空间部重叠的第2重叠部分和在所述第1方向上不与所述第2空间部重叠的第2非重叠部分,
所述第2空间部处于与所述第1空间部不同的位置,
所述第1电极和所述第2电极彼此相互对置,且为彼此不同的电位,
在俯视下的和所述第1非重叠部分与所述第2非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置,其中,
所述衰减层包含非晶硅层或多晶硅层。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述衰减层设置在所述支承基板中。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述衰减层包含第1衰减层以及第2衰减层。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置,其中,
所述第2衰减层的材料与比所述第2衰减层靠近所述压电层的所述第1衰减层不同。
7.根据权利要求5所述的弹性波装置,其中,
所述第2衰减层的密度与比所述第2衰减层靠近所述压电层的所述第1衰减层不同。
8.根据权利要求7所述的弹性波装置,其中,
所述第1衰减层以及所述第2衰减层是所述支承基板的材料被氧化的氧化膜。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第2衰减层的声阻抗小于比所述第2衰减层靠近所述压电层的所述第1衰减层。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的弹性波装置,其中,
将所述第1衰减层的横波声速设为Vi,将所述第1衰减层的厚度设为ti,将所述压电层的横波声速设为vp,将所述压电层的厚度设为tp,比率ki满足下述式(1)以及式(2),
ki=(vp/vi)×(ti/tp)…(1)
0.8≤ki≤1.2…(2)。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置,其中,
所述比率ki为1。
12.根据权利要求5至11中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1衰减层以及所述第2衰减层中的任一者的材料包含SiOx或SiOC。
13.根据权利要求5至12中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1衰减层以及所述第2衰减层中的任一者的材料包含聚合物。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述支承基板的材料包含Si。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述压电层包含铌酸锂或钽酸锂。
16.根据权利要求1所述的弹性波装置,其中,
所述压电层包含铌酸锂或钽酸锂,
将所述压电层的厚度设为d,将相邻的所述第1电极与所述第2电极的中心间距离设为p,在该情况下,d/p≤0.5。
17.根据权利要求2所述的弹性波装置,其中,
所述压电层包含铌酸锂或钽酸锂,
所述第1谐振器具有彼此相互对置的所述第1谐振器的第1电极以及所述第1谐振器的第2电极,
所述第1电极是所述第1谐振器的第1电极,
将所述压电层的厚度设为d,将相邻的所述第1谐振器的第1电极与所述第1谐振器的第2电极的中心间距离设为p,在该情况下,d/p≤0.5。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1电极以及所述第2电极为IDT电极。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的弹性波装置,其中,
金属化比MR满足MR≤1.75(d/p)+0.075,
所述金属化比是激励区域内的所述第1电极以及所述第2电极相对于所述激励区域的面积比例,
所述激励区域是在所述第1电极和所述第2电极对置的方向上观察时所述第1电极和所述第2电极相互重叠的区域。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述压电层包含铌酸锂或钽酸锂,
所述铌酸锂或钽酸锂的欧拉角
Figure FDA0004126749360000041
处于以下的式(4)、式(5)或式(6)的范围,
(0°±10°,0°~20°,任意的ψ)…式(4)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°)…式(5)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意的ψ)…式(6)。
21.一种弹性波装置的制造方法,具备:
衰减层形成工序,通过对具有第1面以及第2面的支承基板的所述第2面进行离子注入,从而在所述支承基板的内部形成具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层;
压电层层叠工序,在所述支承基板的第1面层叠压电层,使得覆盖空洞部;以及
电极膜形成工序,在所述压电层的与所述支承基板的所述第1面侧相反侧的面,形成第1电极膜和第2电极膜,
依次进行所述衰减层形成工序、所述压电层层叠工序、所述电极膜形成工序。
22.一种弹性波装置的制造方法,具备:
衰减层形成工序,通过对具有第1面以及第2面的支承基板的所述第2面进行激光照射,从而在所述支承基板的内部形成具有与所述支承基板的结晶性不同的结晶性的衰减层;
压电层层叠工序,在所述支承基板的所述第1面层叠压电层,使得覆盖空洞部;以及
电极膜形成工序,在所述压电层的与所述支承基板的所述第1面侧相反侧的面,形成第1电极膜和第2电极膜,
依次进行所述压电层层叠工序、所述电极膜形成工序、所述衰减层形成工序。
23.根据权利要求21或22所述的弹性波装置的制造方法,其中,
所述衰减层是非晶硅层或多晶硅层。
24.一种弹性波装置,具备:
支承基板;
压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;和
第1电极以及第2电极,设置在所述压电层上的至少第1主面,彼此相互对置,且为彼此不同的电位,
在所述压电层的与所述第1主面相反侧的第2主面和所述支承基板之间存在空间部,
所述空间部被所述压电层覆盖至少一部分,
所述第1电极以及所述第2电极分别具有在所述第1方向上与所述空间部重叠的重叠部分和在所述第1方向上不与所述空间部重叠的非重叠部分,
在俯视下的和所述第1电极的所述非重叠部分与所述第2电极的所述非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有将所述支承基板的一部分设为空洞的空隙。
25.一种弹性波装置,具备:
支承基板;
压电层,在第1方向上观察,与所述支承基板重叠;
第1谐振器,设置在所述压电层的至少第1主面;以及
第2谐振器,设置在所述压电层的至少所述第1主面,处于与所述第1谐振器不同的位置,
所述第1谐振器具有:
第1空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及
第1电极,包含在所述第1方向上与所述第1空间部重叠的第1重叠部分和在所述第1方向上不与所述第1空间部重叠的第1非重叠部分,
所述第2谐振器具有:
第2空间部,处于与所述第1主面相反侧,且处于所述压电层的第2主面侧;以及
第2电极,包含在所述第1方向上与所述第2空间部重叠的第2重叠部分和在所述第1方向上不与所述第2空间部重叠的第2非重叠部分,
所述第2空间部处于与所述第1空间部不同的位置,
所述第1电极和所述第2电极彼此相互对置,且为彼此不同的电位,
在俯视下的和所述第1非重叠部分与所述第2非重叠部分之间的区域重叠的所述支承基板的至少一部分,设置有将所述支承基板的一部分设为空洞的空隙。
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