DE112018005526T5

DE112018005526T5 - Schallwellenvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112018005526T5
Application number: DE112018005526.4T
Authority: DE
Inventors: Masashi Omura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: KR102374795B1; JPWO2019065669A1; KR20200043455A; JP6725083B2; CN111149295B; WO2019065669A1; CN111149295A; DE112018005526B4; US20200220521A1; US11309866B2

Abstract

Um eine Miniaturisierung zu erreichen und gleichzeitig die Verschlechterung der Eigenschaften zu unterdrücken, umfasst eine Schallwellenvorrichtung (1) eine erste akustische Impedanzschicht (31) und eine zweite akustische Impedanzschicht (32, 33), eine IDT-Elektrode (5) und eine Elektrode (61, 62). Zumindest ein Teil der IDT-Elektrode (5) überlappt die erste akustische Impedanzschicht (31). Zumindest ein Teil der Elektrode (61, 62) überlappt die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33). In der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33) ist eine Schicht mit hoher akustischer Impedanz oder eine Schicht mit niedriger akustischer Impedanz jeweils eine leitende Schicht. Ein Kondensator (71, 72) wird unter Verwendung der leitenden Schicht der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33) und der Elektrode (61, 62) gebildet. Die leitende Schicht in der ersten akustischen Impedanzschicht (31) ist gegen die leitende Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33) elektrisch isoliert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Schallwellenvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung und betrifft insbesondere eine Schallwellenvorrichtung zur Verwendung in einem Resonator oder einem Filter und ein Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung zur Verwendung in einem Resonator oder einem Filter.
STAND DER TECHNIK
Eine Schallwellenvorrichtung, die eine akustische Reflexionsschicht (akustische Impedanzschicht) verwendet, ist bekannt (siehe z.B. Patentdokument 1).
Die in Patentdokument 1 beschriebene Schallwellenvorrichtung enthält eine piezoelektrische Schicht. Eine Interdigitalwandlerelektrode (IDT) ist auf einer zweiten Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht vorgesehen. Zusätzlich ist eine akustische Reflexionsschicht auf eine Seite einer ersten Hauptfläche der piezoelektrischen Schicht laminiert. Eine Trägerschicht ist auf ein verstärkendes Substrat laminiert. In dieser Trägerschicht ist ein konkaver Abschnitt vorgesehen, der sich zu einer oberen Fläche hin öffnet. Der konkave Abschnitt ist mit einer akustischen Reflexionsschicht gefüllt. Die akustische Reflexionsschicht ist an einer Stelle vorgesehen, die in der Draufsicht die IDT-Elektrode überlappt.
Zitieru ngsliste
Patent-Dokument
Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung WO 2016/147688
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technische Aufgabe
Wenn zusammen mit der in Patentdokument 1 beschriebenen konventionellen Schallwellenvorrichtung ein Kondensator verwendet wird und wenn dabei ein Kondensator in Form eines diskreten Elementes verwendet wird oder der Kondensator auf einer Oberfläche eines Substrats (auf der zweiten Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht) gebildet wird, besteht das Problem, dass ihre Größe groß wird.
Um das oben genannte Problem zu lösen, hat der Erfinder versucht, den Kondensator integral mit der Schallwellenvorrichtung auszubilden.
Wenn der Kondensator jedoch integral mit der Schallwellenvorrichtung gebildet wird, besteht das Problem, dass eine unnötige Kapazitätskomponente durch den Einfluss des Kondensators auf eine IDT-Elektrode der Schallwellenvorrichtung wirkt. Infolgedessen verschlechtern sich die Eigenschaften der Schallwellenvorrichtu ng.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben genannten Probleme konzipiert, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schallwellenvorrichtung anzugeben, bei der die Größe reduziert werden kann und gleichzeitig eine Verschlechterung der Eigenschaften unterdrückt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung.
Lösung der Aufgabe
Eine Schallwellenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat, eine erste akustische Impedanzschicht und eine zweite akustische Impedanzschicht, eine piezoelektrische Schicht, eine IDT-Elektrode und mindestens eine Elektrode. Die erste akustische Impedanzschicht und die zweite akustische Impedanzschicht sind auf dem Substrat gebildet. Die piezoelektrische Schicht ist auf der ersten akustischen Impedanzschicht und der zweiten akustischen Impedanzschicht gebildet. Die IDT-Elektrode ist auf der piezoelektrischen Schicht gebildet. Die IDT-Elektrode überlappt in einer Draufsicht aus einer Dickenrichtung der piezoelektrischen Schicht zumindest teilweise die erste akustische Impedanzschicht. Die Elektrode wird auf der piezoelektrischen Schicht gebildet. Die Elektrode überlappt in der Draufsicht aus der Dickenrichtung zumindest teilweise die zweite akustische Impedanzschicht. Sowohl die erste akustische Impedanzschicht als auch die zweite akustische Impedanzschicht enthält jeweils eine Schicht mit hoher akustischer Impedanz aus wenigstens einer Schicht und eine Schicht mit niedriger akustischer Impedanz aus wenigstens einer Schicht. Die akustische Impedanz der Schicht mit niedriger akustischer Impedanz ist niedriger als die der Schicht mit hoher akustischer Impedanz. In jeder der ersten und zweiten akustischen Impedanzschicht ist die Schicht mit hoher akustischer Impedanz oder die Schicht mit niedriger akustischer Impedanz eine leitende Schicht. Ein Kondensator ist unter Verwendung der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht und der Elektrode gebildet. Die leitende Schicht in der ersten akustischen Impedanzschicht ist elektrisch gegen die leitende Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht isoliert.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Vorbereiten eines Substrats und einer piezoelektrischen Schicht. Das Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung umfasst das Bilden einer ersten akustischen Impedanzschicht und einer zweiten akustischen Impedanzschicht zwischen dem Substrat und der piezoelektrischen Schicht. Die erste akustische Impedanzschicht umfasst mindestens eine leitende Schicht. Die zweite akustische Impedanzschicht umfasst mindestens eine leitende Schicht. Das Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung umfasst das Bilden einer IDT-Elektrode und das Bilden mindestens einer Elektrode. Bei diesem Verfahren wird die IDT-Elektrode auf der piezoelektrischen Schicht gebildet und überlappt zumindest teilweise die erste akustische Impedanzschicht in einer Draufsicht aus einer Dickenrichtung des Substrats. Mindestens eine Elektrode ist auf der piezoelektrischen Schicht ausgebildet und überlappt in der Draufsicht aus der Dickenrichtung des Substrats zumindest teilweise die zweite akustische Impedanzschicht. Beim Bilden der ersten akustischen Impedanzschicht und der zweiten akustischen Impedanzschicht werden das Bilden einer Schicht mit hoher akustischer Impedanz und das Bilden einer Schicht mit niedriger akustischer Impedanz mindestens einmal für jeden Bildungsvorgang wiederholt. Die akustische Impedanz der Schicht mit niedriger akustischer Impedanz ist niedriger als die der Schicht mit hoher akustischer Impedanz. Bei der Bildung der ersten akustischen Impedanzschicht und der zweiten akustischen Impedanzschicht werden die leitende Schicht in der ersten akustischen Impedanzschicht und die leitende Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht so gebildet, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind. Bei der Bildung der Elektrode wird ein Kondensator durch die Verwendung der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht und der Elektrode gebildet.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Dank der Schallwellenvorrichtung und dem Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung gemäß den oben genannten Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Größe zu reduzieren und gleichzeitig die Verschlechterung der Eigenschaften der Schallwellenvorrichtung zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Frontansicht der Schallwellenvorrichtung von 1.
3 ist ein Schaltplan eines Kettenleiterfilters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4A bis 4G geben Prozessdiagramme wieder, die einen Prozess zur Herstellung des Schallwellenbauelements von 1 veranschaulichen.
5A bis 5D geben Prozessdiagramme wieder, die einen Prozess zur Herstellung des Schallwellenbauelements von 1 veranschaulichen.
6 ist eine Vorderansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Querschnittsansicht der Schallwellenvorrichtung von 6.
8 ist ein Schaltplan eines Kettenleiterfilters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden die Schallwellenvorrichtungen 1 und 1a und die Kettenleiterfilter 9 und 9a entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Man beachte, dass die in der Beschreibung und in der Zeichnung beschriebenen Größen und Dicken sowie deren Maßverhältnisse für die in der Beschreibung und in der Zeichnung beschriebenen Bestandteile illustrativ sind und sich nicht auf die in der Beschreibung und in den Zeichnungen gezeigten Beispiele beschränken. 1 ist die Querschnittsansicht entlang einer Linie X1-X1 in 2. 7 ist die Querschnittsansicht entlang einer Linie X2-X2 in 6.
(Erste Ausführungsform)
Gesamtkonfiguration der Schallwellenvorrichtung
Wie in den 1 und 2 dargestellt, besteht die Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform aus einem Substrat 2, einer Zwischenschicht 3, einer piezoelektrischen Schicht 4, einer Interdigitalwandler-(IDT)-Elektrode 5 und mehreren Elektroden 61 und 62 (zwei Elektroden im abgebildeten Beispiel). Die Schallwellenvorrichtung 1 ist eine Schallwellenvorrichtung, die eine Lamb-Welle verwendet.
Die Zwischenschicht 3 umfasst eine erste akustische Impedanzschicht 31 und mehrere zweite akustische Impedanzschichten 32 und 33. Die erste akustische Impedanzschicht 31 hat eine laminierte Struktur aus mehreren ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz und mehreren ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz und ist der IDT-Elektrode 5 in einer Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 zugewandt. Die zweite akustische Impedanzschicht 32 hat eine laminierte Struktur aus mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz und mehreren zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz und ist der Elektrode 61 in der Dickenrichtung des Substrats 2 zugewandt. Die zweite akustische Impedanzschicht 33 hat eine laminierte Struktur aus mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz und mehreren zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz und ist der Elektrode 62 in der Dickenrichtung des Substrats 2 zugewandt.
Zusätzlich sind bei der Schallwellenvorrichtung 1 die mehreren der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz erste leitende Schichten mit Leitfähigkeit, und die mehreren der zweiten Schichten 321, 323, 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz sind zweite leitende Schichten mit Leitfähigkeit.
Darüber hinaus sind bei der Schallwellenvorrichtung 1 die Kondensatoren 71 und 72 gebildet, bei denen die zweiten leitenden Schichten und die Elektrode 61 bzw. 62 als Elektrodenpaar dienen, und die ersten leitenden Schichten sind von den zweiten leitenden Schichten elektrisch isoliert.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann z.B. ein Filter wie das Kettenleiterfilter 9 sein (siehe 3).
Bestandteile einer Schallwellenvorrichtung
Als nächstes werden die einzelnen Bestandteile der Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Substrat
Das Substrat 2 ist ein Trägersubstrat zum Tragen der Zwischenschicht 3 und der piezoelektrischen Schicht 4. Genauer gesagt ist das Substrat 2 in Form einer flachen Platte geformt und hat eine Hauptoberfläche. Das Substrat 2 besteht z.B. aus Si. Das Substrat 2 ist nicht auf Si beschränkt und kann aus einer Keramik wie LiNbO₃ oder LiTaO₃, Quarz, Glas oder ähnlichem bestehen. Die erste akustische Impedanzschicht 31 hat die Funktion, das Lecken einer von der IDT-Elektrode 5 angeregten akustischen Welle zum Substrat 2 zu unterdrücken.
Erste akustische Impedanzschicht und zweite akustische Impedanzschicht
Die Zwischenschicht 3 umfasst die erste akustische Impedanzschicht 31, die mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 (zwei zweite akustische Impedanzschichten im abgebildeten Beispiel) und eine Isolierschicht 34. Die Zwischenschicht 3 ist eine Schicht, die zwischen dem Substrat 2 und der piezoelektrischen Schicht 4 liegt. Die Zwischenschicht 3 ist auf dem Substrat 2 gebildet.
Die erste akustische Impedanzschicht 31 umfasst die mehreren ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und die mehreren ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). In der ersten akustischen Impedanzschicht 31 werden in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 die erste Schicht 315 mit niedriger akustischer Impedanz, die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz, die erste Schicht 312 mit niedriger akustischer Impedanz, die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz und die erste Schicht 314 mit niedriger akustischer Impedanz in dieser Reihenfolge von einer Seite des Substrats 2 aus laminiert.
Die ersten Schichten mit hoher akustischer Impedanz sind die Schichten 311 und 313, die jeweils eine relativ hohe akustische Impedanz aufweisen. Die ersten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz sind die Schichten 312, 314 und 315, von denen jede eine relativ niedrige akustische Impedanz hat. Das heißt, die akustischen Impedanzen der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz sind höher als die der ersten Schichten 312, 314 und 31 mit niedriger akustischer Impedanz 5.
Ähnlich wie die erste akustische Impedanzschicht 31 umfasst die zweite akustische Impedanzschicht 32 die mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und die mehreren zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). In der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 sind in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 die zweite Schicht 325 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweite Schicht 321 mit hoher akustischer Impedanz, die zweite Schicht 322 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweite Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz und die zweite Schicht 324 mit niedriger akustischer Impedanz in dieser Reihenfolge von der Seite des Substrats 2 aus laminiert.
Die zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz sind Schichten, die jeweils eine relativ hohe akustische Impedanz aufweisen. Die zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz sind Schichten, die jeweils eine relativ niedrige akustische Impedanz aufweisen. Das heißt, die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz sind höher als die der zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit hoher akustischer Impedanz. Mit anderen Worten: Die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz sind niedriger als die der zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz.
Ähnlich wie die zweite akustische Impedanzschicht 32 umfasst die zweite akustische Impedanzschicht 33 mehrere der zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und mehrere der zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). In der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 sind in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 die zweite Schicht 335 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweite Schicht 331 mit hoher akustischer Impedanz, die zweite Schicht 332 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweite Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz und die zweite Schicht 334 mit niedriger akustischer Impedanz in dieser Reihenfolge von der Seite des Substrats 2 aus laminiert.
Die zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz sind Schichten, die jeweils eine relativ hohe akustische Impedanz aufweisen. Die zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz sind Schichten, die jeweils eine relativ niedrige akustische Impedanz aufweisen. Das heißt, die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz sind höher als die der zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz. Mit anderen Worten: Die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz sind niedriger als die der zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz.
Die Isolierschicht 34 ist zwischen der ersten akustischen Impedanzschicht 31 und der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 in einer zweiten Richtung D2 orthogonal zur ersten Richtung D1 vorgesehen. Die Isolierschicht 34 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material wie z.B. SiO₂.
Piezoelektrische Schicht
Die piezoelektrische Schicht 4 ist auf der Zwischenschicht 3 gebildet. Genauer gesagt ist die piezoelektrische Schicht 4 auf der Zwischenschicht 3 durch die Verwendung eines piezoelektrischen Materials wie LiNbO₃ gebildet. Die piezoelektrische Schicht 4 ist nicht auf LiNbO₃ beschränkt und kann aus einem anderen piezoelektrischen Material wie LiTaO₃ gebildet werden.
Wie in 2 gezeigt, ist eine Dicke der piezoelektrischen Schicht 4 kleiner als die Wellenlänge einer akustischen Welle, die durch einen später zu beschreibende Elektrodenfingerabstand P1 der IDT-Elektrode 5 bestimmt wird. Die piezoelektrische Schicht 4 hat eine Dicke von z.B. 340 nm.
IDT-Elektrode
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die IDT-Elektrode 5 auf der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet. Die IDT-Elektrode 5 überlappt zumindest teilweise die erste akustische Impedanzschicht 31 in einer Draufsicht aus der ersten Richtung D1, die die Dickenrichtung des Substrats 2 ist. Obwohl in der Figur nicht dargestellt, ist in der Nähe der IDT-Elektrode 5 ein Reflektor gebildet. Die IDT-Elektrode 5 und der Reflektor sind aus einem Metall wie Al hergestellt. Man beachte, dass die IDT-Elektrode 5 und der Reflektor nicht auf Al beschränkt sind und aus anderen Metallen wie Cu, Pt, Au, Ti, Ni oder ähnlichen oder aus einer Legierung gebildet sein können.
Die IDT-Elektrode 5 enthält eine erste Elektrode 51 und eine zweite Elektrode 52. Die erste Elektrode 51 umfasst mehrere erste Elektrodenfinger 53, die parallel zueinander liegen, und eine erste Sammelschiene 54, die die mehreren ersten Elektrodenfinger 53 verbindet. Die zweite Elektrode 52 umfasst mehrere zweite Elektrodenfingern 55, die parallel zueinander liegen, und eine zweite Sammelschiene 56, die die mehreren zweiten Elektrodenfinger 55 verbindet. Die ersten Elektrodenfinger 53 der ersten Elektrode 51 und die zweiten Elektrodenfinger 55 der zweiten Elektrode 52 sind miteinander verzahnt. Wie oben beschrieben, ist die Dicke der piezoelektrischen Schicht 4 gleich oder kleiner als 1λ, wenn die Wellenlänge der akustischen Welle, die durch den Elektrodenfingerabstand P1 (ein Abstand der ersten Elektrodenfinger 53 und der zweiten Elektrodenfinger 55) der IDT-Elektrode 5 bestimmt wird, definiert ist als λ. Der Elektrodenfingerabstand P1 bezieht sich auf ein Intervall zwischen dem ersten Elektrodenfinger 53 und dem zweiten Elektrodenfinger 55, die unterschiedliche Potentiale voneinander haben und in einer Richtung (in einer Ausbreitungsrichtung einer akustischen Welle) orthogonal zu einer Richtung, in der sich der erste Elektrodenfinger 53 und der zweite Elektrodenfinger 55 erstrecken (einer Längsrichtung des ersten Elektrodenfingers 53 und des zweiten Elektrodenfingers 55), nebeneinander liegen. Mit anderen Worten, der Elektrodenfingerabstand P1 ist, wie in 2 dargestellt, ein Abstand zwischen entsprechenden Seiten des ersten Elektrodenfingers 53 und des zweiten Elektrodenfingers 55 nebeneinander (Oberseiten, die parallel zu den Mittellinien des jeweiligen ersten Elektrodenfingers 53 und des zweiten Elektrodenfingers 55 in 2 liegen).
Elektrode
Die mehreren Elektroden 61 und 62 sind auf der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet. Genauer gesagt sind die mehreren der Elektroden 61 und 62 auf der piezoelektrischen Schicht 4 an anderen Positionen als die IDT-Elektrode 5 ausgebildet. Außerdem überlappt die Elektrode 61 zumindest teilweise die zweite akustische Impedanzschicht 32 in einer Draufsicht aus der ersten Richtung D1, die die Dickenrichtung des Substrats 2 ist. In ähnlicher Weise überlappt die Elektrode 62 zumindest teilweise die zweite akustische Impedanzschicht 33 in einer Draufsicht aus der ersten Richtung D1, die die Dickenrichtung des Substrats 2 ist. Die mehreren Elektroden 61 und 62 sind nebeneinander auf der piezoelektrischen Schicht 4 vorgesehen. Jede der Elektroden 61 und 62 ist z.B. in Form einer rechteckigen Platte ausgebildet. Die Elektroden 61 und 62 bestehen aus einem Metall wie AI. Dabei sind die Elektroden 61 und 62 nicht auf Al beschränkt und können aus anderen Metallen wie Cu, Pt, Au, Ti, Ni oder ähnlichen oder aus einer Legierung bestehen. Darüber hinaus können die Elektroden 61 und 62 aus demselben Metall oder derselben Legierung wie die IDT-Elektrode 5 oder aus einem anderen Metall oder einer anderen Legierung als die IDT-Elektrode 5 bestehen. Darüber hinaus können die Elektroden 61 und 62 aus demselben Metall oder derselben Legierung oder aus unterschiedlichen Arten von Metall oder Legierungen bestehen.
Erste akustische Impedanzschicht und zweite akustische Impedanzschicht
Wie oben beschrieben, umfasst die Zwischenschicht 3 die erste akustische Impedanzschicht 31 und die mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 (zwei zweite akustische Impedanzschichten im abgebildeten Beispiel).
Wie oben beschrieben, hat die erste akustische Impedanzschicht 31 die laminierte Struktur der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und der ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). Die ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz und die ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz sind abwechselnd in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 angeordnet. Die erste akustische Impedanzschicht 31 liegt - in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 - der IDT-Elektrode 5 gegenüber.
Jede der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz ist als erste leitende Schicht mit Leitfähigkeit ausgebildet. Zum Beispiel können die ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz aus einem Metall wie W gebildet sein. Dabei sind die ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz nicht auf W beschränkt und können aus anderen Metallen wie Pt bestehen.
Jede der ersten Schichten 312, 314 und 315 besteht aus einem Isolator wie z.B. SiO₂. Außerdem sind die akustischen Impedanzen der ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz niedriger als die der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz.
In der ersten akustischen Impedanzschicht 31 sind, wie oben beschrieben, abwechselnd die ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz und die ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz laminiert. Daher wird eine Lamb-Welle, die sich von der piezoelektrischen Schicht 4 ausbreitet, an einer Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 314 mit niedriger akustischer Impedanz und der ersten Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz sowie an einer Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 312 mit niedriger akustischer Impedanz und der ersten Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz reflektiert.
Wie oben beschrieben, hat die zweite akustische Impedanzschicht 32 die laminierte Struktur der mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und der mehreren zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). Die zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz sind abwechselnd in der Dickenrichtung (der ersten Richtung D1) des Substrats 2 angeordnet. Die zweite akustische Impedanzschicht 32 ist entsprechend der Elektrode 61 vorgesehen. Die zweite akustische Impedanzschicht 32 liegt - in Richtung der Dicke (erste Richtung D1) des Substrats 2 - der Elektrode 61 gegenüber. Ferner ist die zweite akustische Impedanzschicht 32 neben der ersten akustischen Impedanzschicht 31 in der zweiten Richtung D2 orthogonal zur Dickenrichtung des Substrats 2 angeordnet.
Jede der zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz ist als zweite leitende Schicht mit Leitfähigkeit ausgebildet. So können beispielsweise die zweiten Schichten 321 und 323 aus einem Metall wie W gebildet sein. Die zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz sind nicht auf W beschränkt und können aus anderen Metallen wie Pt gebildet werden.
Jede der zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz besteht aus einem Isolator wie z.B. SiO₂. Außerdem sind die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz niedriger als die der zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz.
Ähnlich wie die zweite akustische Impedanzschicht 32 hat die zweite akustische Impedanzschicht 33 die laminierte Struktur der mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und der mehreren zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). Die zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz sind abwechselnd in der Dickenrichtung (der ersten Richtung D1) des Substrats 2 angeordnet. Die zweite akustische Impedanzschicht 33 ist entsprechend der Elektrode 62 vorgesehen. Die zweite akustische Impedanzschicht 33 liegt - in Richtung der Dicke (erste Richtung D1) des Substrats 2 - der Elektrode 62 gegenüber. Außerdem ist die zweite akustische Impedanzschicht 33 neben der ersten akustischen Impedanzschicht 31 in der zweiten Richtung D2 orthogonal zur Dickenrichtung des Substrats 2 angeordnet.
Jede der zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz ist als zweite leitende Schicht mit Leitfähigkeit ausgebildet. Die zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz sind beispielsweise aus einem Metall wie W gebildet, ähnlich wie die zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz. Die zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz sind nicht auf W beschränkt und können aus anderen Metallen wie Pt bestehen.
Jede der zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz besteht aus einem Isolator wie SiO₂, ähnlich wie die zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz. Auch in der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 sind, ähnlich wie in der zweiten akustischen Impedanzschicht 32, die akustischen Impedanzen der zweiten akustischen Impedanzschichten 332, 334 und 335 niedriger als die der zweiten Schichten mit hoher akustischer Impedanz 331 und 333.
Wie oben beschrieben, wird die zweite akustische Impedanzschicht 32 so gebildet, dass sie der Elektrode 61 zugewandt ist, wobei die piezoelektrische Schicht 4 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 dazwischen liegt. Als Ergebnis ist die Schallwellenvorrichtung 1 mit einem Kondensator 71 versehen, für den die zweite Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz und die Elektrode 61 als Elektrodenpaar dienen, das zwischen der zweiten Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 und der Elektrode 61 gebildet ist. Das heißt der Kondensator 71 wird unter Verwendung der zweiten Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 und der Elektrode 61 gebildet.
In ähnlicher Weise ist die zweite akustische Impedanzschicht 33 so gebildet, dass sie der Elektrode 62 zugewandt ist, wobei die piezoelektrische Schicht 4 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 dazwischen liegt. Als Ergebnis ist ein Kondensator 72, bei dem die zweite Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz und die Elektrode 62 als Elektrodenpaar dienen, zwischen der zweiten Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 und der Elektrode 62 gebildet. Das heißt der Kondensator 72 wird unter Verwendung der zweiten Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 und der Elektrode 62 gebildet.
Die zweite Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 und die zweite Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 sind elektrisch miteinander verbunden. Darüber hinaus bestehen die mehreren zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz aus dem gleichen Material. Das heißt, die zweite Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz und die zweite Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz sind integriert. So sind in der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die mehreren Kondensatoren 71 und 72 (im abgebildeten Beispiel zwei Kondensatoren) zwischen der Elektrode 61 und der Elektrode 62 in Reihe geschaltet. Man beachte, dass die zweite Schicht 321 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 und die zweite Schicht 331 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 ebenfalls elektrisch miteinander verbunden sind. Zusätzlich sind die mehreren zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz aus dem gleichen Material gebildet.
Die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz ist hier elektrisch isoliert von der zweiten Schicht 323 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schicht 333 mit hoher akustischer Impedanz mit der dazwischen liegenden Isolierschicht 34. In ähnlicher Weise ist die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz von der zweiten Schicht 321 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schicht 331 mit hoher akustischer Impedanz elektrisch isoliert, wobei die Isolierschicht 34 dazwischen liegt.
Die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht 31 ist aus dem gleichen Material wie die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 gebildet. In ähnlicher Weise ist die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht 31 aus dem gleichen Material wie die zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 gebildet.
Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für die Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 4A bis 4G und 5A bis 5D beschrieben.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung 1 werden ein erster bis ein elfter Prozess nacheinander durchgeführt.
Im ersten Prozess wird, wie in 4A dargestellt, das Substrat 2 vorbereitet. Das Substrat 2 ist z.B. ein Si-Substrat.
Im zweiten bis siebten Prozess wird die erste akustische Impedanzschicht 31 mit der laminierten Struktur aus den mehreren der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz und den mehreren der ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz auf dem Substrat 2 gebildet. In ähnlicher Weise wird im zweiten bis siebten Prozess die zweite akustische Impedanzschicht 32 mit der laminierten Struktur der mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz und der mehreren zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz auf dem Substrat 2 gebildet. Ferner wird im zweiten bis siebten Prozess die zweite akustische Impedanzschicht 33 mit der laminierten Struktur der mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz und der mehreren zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz auf dem Substrat 2 gebildet.
Im zweiten Prozess werden, wie in 4B dargestellt, die erste Schicht 315 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweiten Schichten 325 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz und ein Teil 343 der Isolierschicht 34 gebildet. Mit anderen Worten, im zweiten Prozess wird auf dem Substrat 2 eine isolierende Schicht gebildet. Ein Material der Isolierschicht ist z.B. SiO₂. Im zweiten Prozess wird die Isolierschicht durch ein CVD-Verfahren gebildet. So können die erste Schicht 315 mit niedriger akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 325 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz gleichzeitig gebildet werden. Mit anderen Worten, im zweiten Prozess werden die erste Schicht 315 mit niedriger akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 325 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz gleichzeitig in einem Prozess unter Verwendung desselben Materials gebildet.
Im dritten Prozess wird, wie in 4C gezeigt, eine leitfähige Schicht 301 gebildet, die ein Ursprung der ersten Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz ist. Genauer gesagt wird im dritten Prozess die leitende Schicht 301 auf der im zweiten Prozess gebildeten isolierenden Schicht durch ein Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht wie CVD, Sputtern, Aufdampfen oder ähnliches gebildet. Ein Material der leitfähigen Schicht 301 ist z.B. W.
Im vierten Prozess werden, wie in 4D gezeigt, die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz gebildet. Genauer gesagt wird im vierten Prozess ein Teil der leitenden Schicht durch Ätzen entfernt, so dass die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz so gebildet werden, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind.
Im fünften Prozess werden, wie in 4E dargestellt, die erste Schicht 312 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweiten Schichten 322 und 332 mit niedriger akustischer Impedanz und ein Teil 341 der Isolierschicht 34 gebildet. Genauer gesagt wird im vierten Prozess eine Isolierschicht gebildet, die die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz bedeckt. Ein Material der Isolierschicht ist z.B. SiO₂. Im fünften Prozess wird durch das CVD-Verfahren eine isolierende Schicht gebildet. So können gleichzeitig die erste Schicht mit niedriger akustischer Impedanz 312 und die zweiten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz 322 und 332 gebildet werden. Mit anderen Worten, im fünften Prozess werden die erste Schicht 312 mit niedriger akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 322 und 332 mit niedriger akustischer Impedanz gleichzeitig in einem Prozess durch Verwendung desselben Materials gebildet.
Im sechsten Prozess wird, wie in 4F gezeigt, eine leitfähige Schicht 303 gebildet, die ein Ursprung der ersten Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz ist. Genauer gesagt wird im sechsten Prozess die leitende Schicht 303 auf der isolierenden Schicht gebildet. Ein Material der leitfähigen Schicht 303 ist z.B. W. Im sechsten Prozess wird die leitende Schicht 303 auf der isolierenden Schicht durch ein Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht wie CVD, Sputtern, Aufdampfen oder ähnliches gebildet.
Im siebten Prozess werden, wie in 4G dargestellt, die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz gebildet. Genauer gesagt, wird im siebten Prozess ein Teil der leitenden Schicht 303 durch Ätzen entfernt, so dass die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz gebildet werden, so dass sie elektrisch voneinander isoliert sind. Hier wird der Teil der leitenden Schicht 303, der in Draufsicht aus der Dickenrichtung des Substrats 2 den Teil überlappt, an dem die leitende Schicht 301 entfernt wurde, durch Ätzen entfernt. So wird die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz auf der laminierten Struktur der ersten Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz und der ersten Schicht 312 mit niedriger akustischer Impedanz gebildet. Außerdem werden die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz auf der laminierten Struktur der zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten 322 und 332 mit niedriger akustischer Impedanz gebildet.
Im achten Prozess werden, wie in 5A dargestellt, die erste Schicht 314 mit niedriger akustischer Impedanz, die zweiten Schichten 324 und 334 mit niedriger akustischer Impedanz und ein Teil 342 der Isolierschicht 34 gebildet. Genauer gesagt, wird im achten Prozess eine Isolierschicht gebildet, die die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz, die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz und einen freiliegenden Teil, nämlich den Teil 341 der Isolierschicht 34, bedeckt. Ein Material der Isolierschicht im achten Prozess ist beispielsweise SiO₂. Die Isolierschicht im achten Prozess wird vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Isolierschicht im fünften Prozess gebildet. Die Isolierschicht im achten Prozess ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass sie aus dem gleichen Material wie die Isolierschicht im fünften Prozess gebildet wird, und kann aus einem anderen Material als die Isolierschicht im fünften Prozess gebildet werden. Im achten Prozess werden die erste Schicht 314 mit niedriger akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 324 und 334 mit niedriger akustischer Impedanz gleichzeitig in einem Prozess unter Verwendung desselben Materials gebildet.
Im neunten Prozess wird, wie in 5B gezeigt, die piezoelektrische Schicht 4 auf der Zwischenschicht 3 gebildet.
Im zehnten und elften Prozess werden die IDT-Elektrode 5 und die mehreren Elektroden 61 und 62 auf der piezoelektrischen Schicht 4 an voneinander verschiedenen Positionen gebildet.
Im zehnten Prozess wird, wie in 5C gezeigt, eine leitende Schicht 501, die zu einem Ursprung der IDT-Elektrode 5, der mehreren der Elektroden 61 und 62 und mehrerer Verdrahtungen 60 wird, auf der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet. Genauer gesagt wird im zehnten Prozess die leitende Schicht 501 auf der piezoelektrischen Schicht 4 durch ein Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht wie Sputtern, Bedampfen oder ähnlichem gebildet. Die leitfähige Schicht 501 besteht z.B. aus Al.
Im elften Prozess werden, wie in 5D dargestellt, die IDT-Elektrode 5, die mehreren Elektroden 61 und 62 sowie die mehreren Verdrahtungen 60 durch Fotolithografie und Ätzen auf der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet. Genauer gesagt wird im elften Prozess die IDT-Elektrode 5 an einer Stelle gebildet, die der laminierten Struktur der ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz und der ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz in einer Draufsicht aus der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 gegenüberliegt. Darüber hinaus wird die Elektrode 61 an einer Position gebildet, die der laminierten Struktur der zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz in einer Draufsicht aus der Dickenrichtung des Substrats 2 gegenüberliegt. In ähnlicher Weise wird in einer Draufsicht aus der Dickenrichtung des Substrats 2 die Elektrode 62 an einer Position gebildet, die der laminierten Struktur der zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz gegenüberliegt. Auch im elften Prozess sind die IDT-Elektrode 5, die mehreren Elektroden 61 und 62 und die mehreren Verdrahtungen 60 nicht darauf beschränkt, durch Fotolithografie und Ätzen auf der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet zu werden, sondern können z.B. durch Abtragen gebildet werden. Wenn die IDT-Elektrode 5, die mehreren Elektroden 61 und 62 und die mehreren Verdrahtungen 60 durch Abtragen gebildet werden, kann der zehnte Prozess entfallen.
Betrieb des Resonators
Die Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform konfiguriert einen Schallwellenresonator und einen Kondensator. Ein Teil der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform arbeitet als akustischer Wellenresonator. Wie oben beschrieben, wird, da die Dicke der piezoelektrischen Schicht 4 kleiner ist als die Wellenlänge der akustischen Welle, die durch den Elektroden-Fingerabstand P1 der IDT-Elektrode 5 bestimmt wird, wenn ein elektrisches Wechselfeld an die IDT-Elektrode 5 angelegt wird, die Lamb-Welle, die die akustische Welle darstellt, effizient angeregt und breitet sich durch die piezoelektrische Schicht 4 aus. Da bei der Schallwellenvorrichtung 1 die erste akustische Impedanzschicht 31 in der Zwischenschicht 3 gebildet ist, wird die zu einer Seite der Zwischenschicht 3 austretende Lamb-Welle an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz und der ersten Schicht 314 mit niedriger akustischer Impedanz sowie an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz und der ersten Schicht 312 mit niedriger akustischer Impedanz reflektiert. Daher kann sich die Lamb-Welle mit einer hohen Energieintensität durch die piezoelektrische Schicht 4 ausbreiten.
Kettenleiterfilter
Die Schallwellenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann das Kettenleiterfilter 9 sein, wie in 3 dargestellt. Im Folgenden wird das Kettenleiterfilter 9 entsprechend der ersten Ausführungsform beschrieben.
Das Kettenleiterfilter 9 umfasst eine Reihenarm-Schaltung 97 und mehrere Parallelarm-Schaltungen 981 und 982 (im abgebildeten Beispiel zwei Parallelarm-Schaltungen). Die Reihenarm-Schaltung 97 ist auf einem ersten Pfad (einem Reihenarm) in Reihe geschaltet, der einen Eingangsanschluss 961 und einen Ausgangsanschluss 962 verbindet. Jede der mehreren Parallelarm-Schaltungen 981 und 982 ist auf einem zweiten Pfad vorgesehen, der jeden der Knoten auf dem ersten Pfad an Masse legt.
Die Reihenarm-Schaltung 97 umfasst mehrere Reihenarm-Resonatoren 91 bis 93 (drei Reihenarm-Resonatoren im abgebildeten Beispiel). Die Parallelarm-Schaltung 981 enthält einen Parallelarm-Resonator 94. Ein Ende des Parallelarm-Resonators 94 ist mit einem Verbindungspunkt (einem Knotenpunkt auf dem ersten Pfad) zwischen dem Reihenarm-Resonator 91 und dem Reihenarm-Resonator 92 verbunden, und das andere Ende des Parallelarm-Resonators 94 ist an Masse gelegt. Die Parallelarm-Schaltung 982 enthält einen Parallelarm-Resonator 95. Ein Ende des Parallelarm-Resonators 95 ist mit einem Verbindungspunkt (einem Knoten auf dem ersten Pfad) zwischen dem Reihenarm-Resonator 92 und dem Reihenarm-Resonator 93 verbunden, und das andere Ende des Parallelarm-Resonators 95 ist an Masse gelegt.
Bei dem oben beschriebenen Kettenleiterfilter 9 wird z.B. eine Konfiguration der Schallwellenvorrichtung 1 (siehe 1) in dem Reihenarm-Resonator 93 verwendet, der unter den mehreren Reihenarm-Resonatoren 91 bis 93 auf dem oben beschriebenen ersten Pfad am nächsten zu dem Ausgangsanschluss 962 angeschlossen ist. Mit anderen Worten ist ein Resonator, der die piezoelektrische Schicht 4 und die IDT-Elektrode 5 der Schallwellenvorrichtung 1 verwendet, der Reihenarm-Resonator 93. Außerdem ist der Reihenarm-Resonator 93, der am nächsten zu dem Ausgangsanschluss 962 angeschlossen ist, ein Resonator, der unter den mehreren Reihenarm-Resonatoren 91 bis 93 elektrisch am nächsten an den Ausgangsanschluss 962 angeschlossen ist.
Wie oben beschrieben, werden bei Verwendung der Konfiguration des SchallwellenBauelements 1 im Reihenarm-Resonator 93 die mehreren Kondensatoren 71 und 72 zwischen den Reihenarm-Resonator 93 und den Ausgangsanschluss 962 geschaltet. Die mehreren Kondensatoren 71 und 72 sind in Reihe geschaltet. Mit anderen Worten sind die Kondensatoren 71 und 72 auf dem ersten oben beschriebenen Pfad zwischen dem Ausgangsanschluss 962 und dem Reihenarm-Resonator 93 vorgesehen, der auf dem ersten Pfad am nächsten zu dem Ausgangsanschluss 962 angeschlossen ist. Eine Drossel 73 ist zwischen den Kondensator 72 und den Ausgangsanschluss 962 geschaltet, so dass eine Anpassungsschaltung, eine Schaltung für Überspannungsschutz oder eine Filterschaltung konfiguriert werden können. Man beachte, dass die Drossel 73 nicht nur zwischen den Kondensator 72 und den Ausgangsanschluss 962, sondern auch zwischen den Kondensator 71 und den Reihenarm-Resonator 93 geschaltet werden kann.
Wie oben beschrieben, ist, wenn die Anpassungsschaltung, die Schaltung für die Überspannungs-Gegenmaßnahme oder die Filterschaltung im Kettenleiterfilter 9 vorgesehen ist, eine Schaltung mit geringer Größe und geringem Verlust erforderlich. In dem in 3 gezeigten Beispiel können Elemente, die die Schaltung konfigurieren, zwischen dem Reihenarm-Resonator 93 und dem Ausgangsanschluss 962 vorgesehen werden. Da diese Elemente in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 hergestellt werden können, z.B. bei Verwendung einer interdigitalen Array-Elektrode, ist es möglich, die Schaltung mit geringer Größe und geringem Verlust herzustellen. Da die Kondensatoren 71 und 72 in der Dickenrichtung des Substrats 2 hergestellt werden können, kann ein Element mit großer Kapazität und niedrigem Widerstand hergestellt werden.
Da die Kondensatoren 71 und 72 im Substrat 2 hergestellt werden können, kann außerdem eine Miniaturisierung und eine Reduzierung der Anzahl zusätzlicher Elemente (z.B. diskreter Elemente) erreicht werden.
Da die Kondensatoren 71 und 72 in demselben Prozess wie die Resonatoren hergestellt werden können, können die Kosten im Vergleich zu einem Fall, in dem die Resonatoren und die Kondensatoren in unterschiedlichen Prozessen hergestellt werden, reduziert werden.
Wirkung
Wie oben beschrieben, sind bei der Schallwellenvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführung die ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht 31, die der IDT-Elektrode 5 zugewandt ist, von den zweiten Schichten 321, 323, 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33, die den Elektroden 61 und 62 zugewandt sind, elektrisch isoliert. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Kondensatoren diskrete Elemente sind oder die Kondensatoren auf einem Verdrahtungssubstrat gebildet werden, ist es also möglich, die Gesamtgröße der Schallwellenvorrichtung 1 zu reduzieren und gleichzeitig die Verschlechterung der Eigenschaften zu unterdrücken.
Bei der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform überlappen die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 mindestens einen Teil der Elektrode 61 bzw. mindestens einen Teil der Elektrode 62 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2, und die mehreren zweiten Schichten 321, 323, 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 umfassen die zweiten leitenden Schichten. Somit können die oben beschriebenen zweiten leitenden Schichten als die anderen Elektroden verwendet werden, die sich von den Elektroden 61 und 62 in den Kondensatoren 71 und 72 unterscheiden. Dadurch können die Kondensatoren 71 und 72 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 miniaturisiert werden, im Vergleich zu einem Fall, bei dem die anderen Elektroden der Kondensatoren getrennt von den zweiten leitenden Schichten vorgesehen sind.
Bei der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind die mehreren zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz in den mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33, die den mehreren Elektroden 61 und 62 entsprechen, elektrisch miteinander verbunden. So können die mehreren Kondensatoren 71 und 72 leicht gebildet werden.
Bei der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform werden die mehreren zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz aus dem gleichen Material gebildet. In ähnlicher Weise sind auch die mehreren zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz aus dem gleichen Material gebildet. So können die mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 leicht gebildet werden.
Bei der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind die erste Schicht 313 mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht 31 und die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 aus dem gleichen Material gebildet. In ähnlicher Weise sind die erste Schicht 311 mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht 31 und die zweiten Schichten 321 und 331 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 und 33 aus dem gleichen Material gebildet. So können die erste akustische Impedanzschicht 31 und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 leicht gebildet werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform werden bei der Bildung der Schichten mit hoher akustischer Impedanz (zweite Schichten 321, 323, 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz) die zweiten leitenden Schichten an Positionen gebildet, die den Elektroden 61 und 62 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 gegenüberliegen. Da die Kondensatoren 71 und 72 im gleichen Verfahren wie die Resonatoren hergestellt werden können, kann der Herstellungsprozess des Schallwellenbauelements 1 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Resonatoren und die Kondensatoren getrennt hergestellt werden, vereinfacht werden.
Modifikationen
Im Folgenden werden Modifikationen der ersten Ausführungsform beschrieben.
Obwohl die Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zwei Elektroden 61 und 62 enthält, kann die Schallwellenvorrichtung 1 als Modifikation der ersten Ausführungsform nur eine Elektrode oder drei oder mehr Elektroden enthalten. Kurz gesagt, die Schallwellenvorrichtung 1 kann mindestens eine Elektrode enthalten.
Bei der ersten Ausführungsform enthält die Schallwellenvorrichtung 1 zwei zweite akustische Impedanzschichten 32 und 33, aber als Modifikation der ersten Ausführungsform kann die Schallwellenvorrichtung 1 nur eine zweite akustische Impedanzschicht oder drei oder mehr zweite akustische Impedanzschichten enthalten. Kurz gesagt, die Schallwellenvorrichtung 1 kann mindestens eine zweite akustische Impedanzschicht enthalten.
Eine Laminierungszahl der ersten akustischen Impedanzschichten 31 (die Gesamtzahl der ersten Schichten mit hoher akustischer Impedanz und der ersten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz) ist nicht auf fünf Schichten beschränkt und kann drei Schichten oder sieben oder mehr Schichten betragen. Darüber hinaus können in der ersten akustischen Impedanzschicht 31 die Anzahl der ersten Schichten mit hoher akustischer Impedanz und die Anzahl der ersten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz gleich sein. Das heißt, die Laminierungszahl der ersten akustischen Impedanzschichten 31 kann eine gerade Anzahl von Schichten sein, wie z.B. zwei Schichten, vier Schichten, sechs Schichten oder ähnliches.
Die Laminierungszahl jeder der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 (die Gesamtzahl der zweiten Schichten mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten mitniedriger akustischer Impedanz) entspricht ebenfalls der der ersten akustischen Impedanzschicht 31 und ist nicht auf fünf Schichten beschränkt, sondern kann drei Schichten oder sieben Schichten oder mehr betragen. Darüber hinaus kann in jeder der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 die Anzahl der zweiten Schichten mit hoher akustischer Impedanz und die Anzahl der zweiten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz gleich sein. Das heißt, die Laminierungszahl jeder der zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 kann eine gerade Anzahl von Schichten sein, wie z.B. zwei Schichten, vier Schichten, sechs Schichten oder ähnliches.
Bei der ersten Ausführungsform sind alle der mehreren ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz in der ersten akustischen Impedanzschicht 31 die ersten leitenden Schichten mit Leitfähigkeit, aber es kann auch nur eine der mehreren ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz die erste leitende Schicht sein. Kurz gesagt, die mehreren ersten Schichten mit hoher akustischer Impedanz 311 und 313 können die erste leitende Schicht von mindestens einer Schicht umfassen.
Bei der ersten Ausführungsform sind alle der mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 die zweiten leitenden Schichten mit Leitfähigkeit, aber es kann auch nur eine der mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz die zweite leitende Schicht sein. Kurz gesagt, die mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz können die zweite leitende Schicht aus mindestens einer Schicht enthalten. Ebenso sind alle der mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 die zweiten leitenden Schichten mit Leitfähigkeit, aber es kann auch nur eine der mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz die zweite leitende Schicht sein. Kurz gesagt, die mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz können mindestens eine zweite leitende Schicht enthalten.
Die mehreren ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz in der ersten akustischen Impedanzschicht 31 sind nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu werden, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die mehreren zweiten Schichten 321 und 323 mit hoher akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 sind ebenfalls nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu werden, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die mehreren zweiten Schichten 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 sind ebenfalls nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu werden, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Die mehreren ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz in der ersten akustischen Impedanzschicht 31 sind nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu werden, sondern können aus verschiedenen Materialien bestehen. Die mehreren zweiten Schichten 322, 324 und 325 mit niedriger akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 32 sind ebenfalls nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu werden, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die mehreren der zweiten Schichten 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 33 sind ebenfalls nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu werden, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Die erste akustische Impedanzschicht 31 ist nicht auf ein Beispiel beschränkt, bei dem die ersten Schichten 311 und 313 mit hoher akustischer Impedanz die ersten leitenden Schichten sind, und die ersten Schichten 312, 314 und 315 mit niedriger akustischer Impedanz können die ersten leitenden Schichten sein. Auch die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 sind nicht auf ein Beispiel beschränkt, in dem die zweiten Schichten 321, 323, 331 und 333 mit hoher akustischer Impedanz die zweiten leitenden Schichten sind, und die zweiten Schichten 322, 324, 325, 332, 334 und 335 mit niedriger akustischer Impedanz können die zweiten leitenden Schichten sein. In jedem Fall kann ein Kondensator gebildet werden, bei dem die zweite leitende Schicht und die Elektrode als Elektrodenpaar ausgebildet sind, und die erste leitende Schicht kann von der zweiten leitenden Schicht elektrisch isoliert sein.
Obwohl der Resonator, der die piezoelektrische Schicht 4 und die IDT-Elektrode 5 der Schallwellenvorrichtung 1 verwendet, in dem in 3 gezeigten Beispiel der Reihenarm-Resonator 93 ist, kann der Resonator der Reihenarm-Resonator 91 oder der Reihenarm-Resonator 92 oder der Parallelarm-Resonator 94 oder der Parallelarm-Resonator 95 sein. Kurz gesagt kann wenigstens ein Resonator unter den mehreren Reihenarm-Resonatoren 91 bis 93 und den mehreren Parallelarm-Resonatoren 94 und 95 der Resonator sein, der die piezoelektrische Schicht 4 und die IDT-Elektrode 5 der Schallwellenvorrichtung 1 verwendet.
In dem in 3 gezeigten Beispiel sind die Kondensatoren 71 und 72 auf einer Ausgangsseite (zwischen dem Reihenarm-Resonator 93 und dem Ausgangsanschluss 962) des Kettenleiterfilters 9 vorgesehen, und die zweiten leitfähigen Schichten, die die Kondensatoren 71 und 72 konfigurieren, sind elektrisch miteinander verbunden. Anstelle der Ausgangsseite des Kettenleiterfilters 9 können jedoch mindestens zwei Kondensatoren auf einer Eingangsseite (z.B. zwischen dem Eingangsanschluss 961 und dem Reihenarm-Resonator 91) des Kettenleiterfilters 9 vorgesehen werden. In diesem Fall sind mindestens zwei zweite leitende Schichten, die mindestens zwei Kondensatoren konfigurieren, elektrisch miteinander verbunden. Alternativ können mindestens zwei Kondensatoren auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Kettenleiterfilters 9 vorgesehen werden. In diesem Fall sind die Elektrode des Kondensators auf der Eingangsseite des Kettenleiterfilters 9 und die Elektrode des Kondensators auf der Ausgangsseite des Kettenleiterfilters 9 nicht elektrisch miteinander verbunden.
Bei der ersten Ausführungsform werden zwar die erste akustische Impedanzschicht 31 und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 auf dem Substrat 2 gebildet, aber die erste akustische Impedanzschicht 31 und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 können auf der piezoelektrischen Schicht 4 als Modifikation der ersten Ausführungsform gebildet werden. Kurz gesagt können die erste akustische Impedanzschicht 31 und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 zwischen dem Substrat 2 und der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet werden. Bei dieser Modifikation werden die erste akustische Impedanzschicht 31 und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet, das ein Ursprung der piezoelektrischen Schicht 4 ist, und dann wird das Substrat 2 so laminiert, dass die erste akustische Impedanzschicht 31 und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33 zwischen der piezoelektrischen Schicht 4 und dem Substrat 2 angeordnet sind. Auch bei dieser Modifikation können die erste akustische Impedanzschicht 31, die mindestens einen Teil der IDT-Elektrode 5 überlappt, und die zweiten akustischen Impedanzschichten 32 und 33, die leitende Schichten enthalten (die zweiten Schichten 323 und 333 mit hoher akustischer Impedanz), die die Kondensatoren 71 und 72 bilden, unter Verwendung der Elektroden 61 und 62 gleichzeitig zwischen dem Substrat 2 und der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet werden.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in 6 dargestellt, unterscheidet sich die Schallwellenvorrichtung 1a gemäß einer zweiten Ausführungsform von der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform (siehe 2) dadurch, dass die Schallwellenvorrichtung 1a eine Drossel 8 (eine dritte akustische Impedanzschicht 37) zusammen mit der IDT-Elektrode 5 umfasst. Außerdem werden die gleichen Bestandteile wie bei der Schallwellenvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Außerdem ist 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X2-X2 in 6.
Wie in 6 und 7 dargestellt, umfasst die Schallwellenvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform das Substrat 2, eine Zwischenschicht 3a, die piezoelektrische Schicht 4, die IDT-Elektrode 5 und mehrere Elektroden 63 und 64 (zwei Elektroden im abgebildeten Beispiel). Da das Substrat 2, die piezoelektrische Schicht 4 und die IDT-Elektrode 5 gemäß der zweiten Ausführungsform ähnliche Bestandteile des Substrats 2, der piezoelektrischen Schicht 4 und der IDT-Elektrode 5 (siehe 1 und 2) gemäß der ersten Ausführungsform sind, werden die gleichen Bezugszeichen für die ähnlichen Bestandteile verwendet und die Beschreibung dieser Bestandteile wird weggelassen.
Die mehreren Elektroden 63 und 64 sind auf der piezoelektrischen Schicht 4 ausgebildet. Genauer gesagt sind die mehreren Elektroden 63 und 64 auf der piezoelektrischen Schicht 4 an anderen Positionen als die IDT-Elektrode 5 ausgebildet. Die mehreren Elektroden 63 und 64 sind nebeneinander auf der piezoelektrischen Schicht 4 vorgesehen. Jede der Elektroden 63 und 64 ist z.B. in einer rechteckigen Plattenform ausgebildet. Die Elektroden 63 und 64 bestehen aus einem Metall wie AI. Dabei sind die Elektroden 63 und 64 nicht auf Al beschränkt und können aus anderen Metallen wie Cu, Pt, Au, Ti, Ni oder ähnlichen oder aus einer Legierung gebildet sein. Darüber hinaus können die Elektroden 63 und 64 aus demselben Metall oder derselben Legierung wie die IDT-Elektrode 5 oder aus einem anderen Metall oder einer anderen Legierung als die IDT-Elektrode 5 bestehen. Außerdem können die Elektroden 63 und 64 aus dem gleichen Metall oder der gleichen Legierung bestehen oder aus verschiedenen Arten von Metall oder Legierungen hergestellt sein.
Die Zwischenschicht 3a umfasst die erste akustische Impedanzschicht 31 (siehe 1), mehrere zweite akustische Impedanzschichten 35 und 36 (zwei zweite akustische Impedanzschichten im abgebildeten Beispiel) und die dritte akustische Impedanzschicht 37. Die Zwischenschicht 3a wird auf dem Substrat 2 gebildet. Da die erste akustische Impedanzschicht 31 gemäß der zweiten Ausführungsform eine ähnliche Konfiguration und Funktion wie die erste akustische Impedanzschicht 31 gemäß der ersten Ausführungsform hat, wird die Beschreibung dieser Schicht weggelassen.
Die zweite akustische Impedanzschicht 35 hat eine laminierte Struktur aus mehreren zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und mehreren zweiten Schichten 352, 354 und 355 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). Die zweite akustische Impedanzschicht 35 liegt der Elektrode 63 in Richtung der Dicke (erste Richtung D1) des Substrats 2 gegenüber.
Jede der zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz ist als zweite leitende Schicht mit Leitfähigkeit ausgebildet. Zum Beispiel können die zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz aus Metall wie W gebildet sein. Auch die zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz sind nicht auf W beschränkt und können aus anderen Metallen wie Pt gebildet sein.
Jede der zweiten Schichten 352, 354 und 355 mit niedriger akustischer Impedanz besteht aus einem Isolator wie z.B. SiO₂. Außerdem sind die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 352, 354 und 355 mit niedriger akustischer Impedanz niedriger als die der zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz.
Ähnlich wie die zweite akustische Impedanzschicht 35 hat die zweite akustische Impedanzschicht 36 eine laminierte Struktur aus mehreren zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und mehreren zweiten Schichten 362, 364 und 365 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel). Die zweite akustische Impedanzschicht 36 liegt der Elektrode 64 in Richtung der Dicke (erste Richtung D1) des Substrats 2 gegenüber.
Jede der zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz ist als zweite leitende Schicht mit Leitfähigkeit ausgebildet. Die zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz bestehen beispielsweise aus einem Metall wie W, ähnlich wie die zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz. Man beachte, dass die zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz nicht auf W beschränkt sind und aus anderen Metallen wie Pt gebildet werden können.
Jede der zweiten Schichten 362, 364 und 365 mit niedriger akustischer Impedanz besteht aus einem Isolator wie SiO₂, ähnlich wie die zweiten Schichten 352, 354 und 355 mit niedriger akustischer Impedanz. Auch in der zweiten akustischen Impedanzschicht 36 sind, ähnlich wie in der zweiten akustischen Impedanzschicht 35, die akustischen Impedanzen der zweiten Schichten 362, 364 und 365 mit niedriger akustischer Impedanz niedriger als die der zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz.
Wie oben beschrieben, wird die zweite akustische Impedanzschicht 35 so gebildet, dass sie der Elektrode 63 zugewandt ist, wobei die piezoelektrische Schicht 4 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 dazwischen liegt. Infolgedessen wird ein Kondensator 74, bei dem die zweite Schicht 353 mit hoher akustischer Impedanz und die Elektrode 63 als Elektrodenpaar dienen, zwischen der zweiten Schicht 353 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten Schicht 35 und der Elektrode 63 bei der Schallwellenvorrichtung 1a gebildet.
In ähnlicher Weise wird die zweite akustische Impedanzschicht 36 so gebildet, dass sie der Elektrode 64 zugewandt ist, wobei die piezoelektrische Schicht 4 in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 dazwischen liegt. Als Ergebnis wird ein Kondensator 75, bei dem die zweite Schicht 363 mit hoher akustischer Impedanz und die Elektrode 64 als Elektrodenpaar dienen, zwischen der zweiten Schicht 363 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 36 und der Elektrode 64 gebildet.
Die dritte akustische Impedanzschicht 37 ist zwischen der zweiten akustischen Impedanzschicht 35 und der zweiten akustischen Impedanzschicht 36 in einer dritten Richtung D3 senkrecht zur Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 und der zweiten Richtung D2 vorgesehen, in der die Elektrode 63 und die IDT-Elektrode 5 nebeneinander angeordnet sind. Die dritte akustische Impedanzschicht 37 hat eine laminierte Struktur aus mehreren dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz (zwei Schichten im abgebildeten Beispiel) und mehreren dritten Schichten 372, 374 und 375 mit niedriger akustischer Impedanz (drei Schichten im abgebildeten Beispiel).
Jede der dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz ist als dritte leitende Schicht mit Leitfähigkeit ausgebildet. So können z.B. die dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz aus einem Metall wie W gebildet sein. Jede der dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz ist in der Draufsicht aus der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats 2 mäanderförmig ausgebildet. Die dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz überlappen sich in der ersten Richtung D1.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass bei der Schallwellenvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform die dritte Schicht 373 mit hoher akustischer Impedanz, die die Drossel 8 konfiguriert, zwischen der zweiten Schicht 353 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 35 und der zweiten Schicht 363 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 36 vorgesehen ist.
Die dritte Schicht 373 mit hoher akustischer Impedanz der dritten akustischen Impedanzschicht 37 ist elektrisch mit den zweiten Schichten 353 und 363 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 verbunden. Zusätzlich wird die dritte Schicht 373 mit hoher akustischer Impedanz aus dem gleichen Material wie die zweiten Schichten 353 und 363 mit hoher akustischer Impedanz gebildet. Das heißt, die dritte Schicht 373 mit hoher akustischer Impedanz und die zweiten Schichten 353 und 363 mit hoher akustischer Impedanz sind integriert. Dementsprechend sind bei der Schallwellenvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform die mehreren Kondensatoren 74 und 75 und die Drossel 8 zwischen der Elektrode 63 und der Elektrode 64 in Reihe geschaltet. Man beachte, dass auch in der dritten Schicht 371 mit hoher akustischer Impedanz der dritten akustischen Impedanzschicht 37 die dritte Schicht 371 mit hoher akustischer Impedanz elektrisch mit den zweiten Schichten 351 und 361 mit hoher akustischer Impedanz verbunden ist. Darüber hinaus besteht die dritte Schicht 371 mit hoher akustischer Impedanz aus dem gleichen Material wie die zweiten Schichten 351 und 361 mit hoher akustischer Impedanz.
Die Schallwellenvorrichtung 1a entsprechend der zweiten Ausführungsform wird für das Kettenleiterfilter 9a verwendet, wie in 8 dargestellt. Das Kettenleiterfilter 9a einschließlich der Schallwellenvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
Das Kettenleiterfilter 9a enthält die Reihenarm-Schaltung 97 und die mehreren der Parallelarm-Schaltungen 981 und 982 (im abgebildeten Beispiel zwei Parallelarm-Schaltungen), die dem Kettenleiterfilter 9 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind (siehe 3). Die Reihenarm-Schaltung 97 ist auf einem ersten Pfad (einem Reihenarm) in Reihe geschaltet, der den Eingangsanschluss 961 und den Ausgangsanschluss 962 verbindet. Jede der mehreren Parallelarm-Schaltungen 981 und 982 ist auf einem zweiten Pfad vorgesehen, der jeden der Knoten auf dem ersten Pfad an Masse legt.
In dem Kettenleiterfilter 9a wird, wie oben beschrieben, z.B. die Schallwellenvorrichtung 1a für den Reihenarm-Resonator 93 verwendet, der dem Ausgangsanschluss 962 am nächsten liegt. Mit anderen Worten ist der Resonator, der die piezoelektrische Schicht 4 und die IDT-Elektrode 5 in der Schallwellenvorrichtung 1a verwendet, der Reihenarm-Resonator 93.
Wie oben beschrieben, werden bei der Verwendung des Schallwellenbauelements 1a als Reihenarm-Resonator 93 die mehreren Kondensatoren 74 und 75 (zwei Kondensatoren im abgebildeten Beispiel) und die Drossel 8 zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem Reihenarm-Resonator 93 und dem Ausgangsanschluss 962 und der Masse in Reihe geschaltet. So kann eine Schaltung mit einer Funktion wie z.B. einer kurzen Stichleitung bei Resonanzfrequenzen der Kondensatoren 74 und 75 und der Drossel 8 konfiguriert werden.
Wie oben beschrieben, ist bei der Schallwellenvorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform die dritte Schicht 373 mit hoher akustischer Impedanz zwischen den mehreren zweiten Schichten 353 und 363 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist die dritte Schicht 371 mit hoher akustischer Impedanz zwischen den mehreren zweiten Schichten 351 und 361 mit hoher akustischer Impedanz vorgesehen. So kann die Drossel 8 zusammen mit den Kondensatoren 74 und 75 auch einstückig mit der IDT-Elektrode 5 gebildet werden. Mit anderen Worten, die Drossel 8 kann zusammen mit den Kondensatoren 74 und 75 auch integral mit dem Resonator ausgebildet werden.
Als Modifikation der zweiten Ausführungsform ist die Laminierungszahl (die Gesamtzahl der zweiten Schichten mit hoher akustischer Impedanz und der zweiten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz) der zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 nicht auf fünf Schichten beschränkt, sondern kann drei oder sieben oder mehr Schichten umfassen. Darüber hinaus kann in jeder der zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 die Anzahl der zweiten Schichten mit hoher akustischer Impedanz und die Anzahl der zweiten Schichten mit niedriger akustischer Impedanz gleich sein. Das heißt, die Laminierungszahl jeder der zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 kann eine gerade Anzahl von Schichten sein, wie z.B. zwei Schichten, vier Schichten, sechs Schichten oder ähnliches.
Bei der zweiten Ausführungsform sind alle der mehreren zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 35 die zweiten leitfähigen Schichten mit Leitfähigkeit, aber es kann auch nur eine der mehreren zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz die zweite leitfähige Schicht sein. Kurz gesagt, die mehreren zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz können mindestens eine zweite leitende Schicht enthalten. Ebenso sind alle der mehreren der zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 36 die zweiten leitfähigen Schichten mit Leitfähigkeit, aber es kann auch nur eine der mehreren der zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz die zweite leitfähige Schicht sein. Kurz gesagt, die mehreren zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz können mindestens eine zweite leitende Schicht enthalten.
Bei der zweiten Ausführungsform sind alle dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz in der dritten akustischen Impedanzschicht 37 dritte leitende Schichten mit Leitfähigkeit, aber es kann auch nur eine der dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz die dritte leitende Schicht sein. Kurz gesagt, die mehreren dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz können mindestens eine dritte leitende Schicht enthalten.
Die mehreren zweiten Schichten 351 und 353 mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht 35 sind nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu sein, sondern können aus verschiedenen Materialien bestehen. Die mehreren zweiten Schichten 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz in der zweiten akustischen Impedanzschicht 36 sind ebenfalls nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu sein, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die mehreren dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz in der dritten akustischen Impedanzschicht 37 sind ebenfalls nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material gebildet zu sein, sondern können aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Die mehreren zweiten Schichten 352, 354 und 355 mit niedriger akustischer Impedanz in der zweiten Schicht 35 sind nicht darauf beschränkt, aus demselben Material gebildet zu sein, sondern können aus verschiedenen Materialien bestehen. Die mehreren zweiten Schichten 362, 364 und 365 mit niedriger akustischer Impedanz in der zweiten Schicht 36 sind nicht darauf beschränkt, aus dem gleichen Material zu bestehen, sondern können aus verschiedenen Materialien bestehen. Die mehreren dritten Schichten 372, 374 und 375 mit niedriger akustischer Impedanz in der dritten Schicht 37 sind nicht darauf beschränkt, aus demselben Material gebildet zu sein, sondern können aus verschiedenen Materialien bestehen.
Die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 sind nicht auf ein Beispiel beschränkt, bei dem die zweiten Schichten 351, 353, 361 und 363 mit hoher akustischer Impedanz zweite leitende Schichten sind, und die zweiten Schichten 352, 354, 355, 362, 364 und 365 mit niedriger akustischer Impedanz können zweite leitende Schichten sein. In ähnlicher Weise ist die dritte akustische Impedanzschicht 37 nicht auf ein Beispiel beschränkt, bei dem die dritten Schichten 371 und 373 mit hoher akustischer Impedanz dritte leitende Schichten sind, und die dritten Schichten 372, 374 und 375 mit niedriger akustischer Impedanz können dritte leitende Schichten sein.
Bei dem in 8 gezeigten Beispiel sind die Kondensatoren 74 und 75 auf einer Ausgangsseite (zwischen dem Reihenarm-Resonator 93 und dem Ausgangsanschluss 962) des Kettenleiterfilters 9a vorgesehen, und die zweiten leitfähigen Schichten, die die Kondensatoren 74 und 75 konfigurieren, sind elektrisch miteinander verbunden. Anstatt auf der Ausgangsseite des Kettenleiterfilters 9a können jedoch mindestens zwei Kondensatoren auf einer Eingangsseite (z.B. zwischen dem Eingangsanschluss 961 und dem Reihenarm-Resonator 91) des Kettenleiterfilters 9a vorgesehen sein. In diesem Fall sind mindestens zwei zweite leitende Schichten, die mindestens zwei Kondensatoren konfigurieren, elektrisch miteinander verbunden. Alternativ können mindestens zwei Kondensatoren auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Kontaktfilters 9a vorgesehen werden. In diesem Fall sind eine Elektrode des Kondensators, die auf der Eingangsseite des Kontaktfilters 9a vorgesehen ist, und eine Elektrode des Kondensators, die auf der Ausgangsseite des Kontaktfilters 9a vorgesehen ist, nicht elektrisch miteinander verbunden.
Bei der zweiten Ausführungsform sind zwar die erste akustische Impedanzschicht 31, die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 und die dritte akustische Impedanzschicht 37 auf dem Substrat 2 gebildet, aber die erste akustische Impedanzschicht 31, die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 und die dritte akustische Impedanzschicht 37 können als Modifikation der zweiten Ausführungsform auf der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet werden. Kurz gesagt, die erste akustische Impedanzschicht 31, die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 und die dritte akustische Impedanzschicht 37 können zwischen dem Substrat 2 und der piezoelektrischen Schicht 4 gebildet werden. Bei dieser Modifikation werden die erste akustische Impedanzschicht 31, die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 und die dritte akustische Impedanzschicht 37 auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet, das ein Ursprung der piezoelektrischen Schicht 4 ist, und dann wird das Substrat 2 so laminiert, dass die erste akustische Impedanzschicht 31, die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 und die dritte akustische Impedanzschicht 37 zwischen der piezoelektrischen Schicht 4 und dem Substrat 2 angeordnet sind. Selbst bei dieser Modifikation ist es möglich, gleichzeitig die erste akustische Impedanzschicht 31, die zumindest einen Teil der IDT-Elektrode 5 überlappt, die zweiten akustischen Impedanzschichten 35 und 36 einschließlich der leitenden Schichten (zweite hochakustische Schichten 353 und 363), die die Kondensatoren 74 und 75 mit den Elektroden 63 und 64 bilden, und die dritte akustische Impedanzschicht 37, die die Drossel 8 bildet, zwischen dem Substrat 2 und der piezoelektrischen Schicht 4 zu bilden.
Jede der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen ist nur eine von verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die erste und zweite Ausführungsform kann je nach Gestaltung oder ähnlichem unterschiedlich verändert werden, solange das Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann.
(Zusammenfassung)
Es ist offensichtlich, dass die folgenden Aspekte in der ersten und zweiten Ausführungsform und den oben beschriebenen Modifikationen beschrieben sind.
Eine Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem ersten Aspekt umfasst ein Substrat (2), eine erste akustische Impedanzschicht (31) und eine zweite akustische Impedanzschicht (32), eine piezoelektrische Schicht (4), eine IDT-Elektrode (5) und mindestens eine Elektrode (61, 62; 63, 64). Die erste akustische Impedanzschicht (31) und die zweite akustische Impedanzschicht (32) sind auf dem Substrat (2) gebildet. Die piezoelektrische Schicht (4) ist auf der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und der zweiten akustischen Impedanzschicht (32) gebildet. Die IDT-Elektrode (5) ist auf der piezoelektrischen Schicht (4) ausgebildet. Mindestens ein Teil der IDT-Elektrode (5) überlappt - in einer Draufsicht aus einer Dickenrichtung (erste Richtung D1) der piezoelektrischen Schicht (4) - die erste akustische Impedanzschicht (31). Die Elektrode (61, 62; 63, 64) ist auf der piezoelektrischen Schicht (4) ausgebildet. Mindestens ein Teil der Elektrode (61, 62; 63, 64) überlappt - in einer Draufsicht aus der Dickenrichtung - die zweite akustische Impedanzschicht (32). Sowohl die erste akustische Impedanzschicht (31) und als auch die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) umfasst eine Schicht mit hoher akustischer Impedanz (erste Schicht mit hoher akustischer Impedanz 311, 313) von mindestens einer Schicht und eine Schicht mit niedriger akustischer Impedanz (erste akustische Impedanzschicht 312, 314, 315) von mindestens einer Schicht. Die akustische Impedanz der Schicht mit niedriger akustischer Impedanz ist niedriger als die der Schicht mit hoher akustischer Impedanz. In der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33) ist jeweils die Schicht mit hoher akustischer Impedanz oder die Schicht mit niedriger akustischer Impedanz elektrisch leitend. Ein Kondensator (71, 72; 74, 85) wird unter Verwendung der leitenden Schicht und der Elektrode (61, 62; 63, 64) in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) gebildet. Die leitende Schicht in der ersten akustischen Impedanzschicht (31) ist von der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) elektrisch isoliert.
Bei der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß dem ersten Aspekt ist die leitende Schicht der ersten akustischen Impedanzschicht (31), die mindestens einen Teil der IDT-Elektrode (5) überlappt, von der leitenden Schicht der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36), die mindestens einen Teil der Elektrode (61, 62; 63, 64) überlappt, elektrisch isoliert. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem ein Kondensator ein diskretes Element ist oder ein Kondensator auf einem Verdrahtungssubstrat gebildet wird, kann die Gesamtgröße des Schallwellenbauelements (1; 1a) reduziert werden, während die Verschlechterung der Eigenschaften unterdrückt wird.
Bei der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß dem ersten Aspekt überlappt die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) zumindest einen Teil der Elektrode (61, 62; 64, 65) in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats (2), und mehrere Schichten mit hoher akustischer Impedanz (zweite Schichten mit hoher akustischer Impedanz 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363) der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) umfassen leitende Schichten. So kann die leitende Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) als die andere Elektrode verwendet werden, die sich von der Elektrode (61, 62; 63, 64) im Kondensator (71, 72; 74, 75) unterscheidet. Dadurch kann der Kondensator (71, 72; 74, 75) im Vergleich zu einem Fall, in dem die andere Elektrode des Kondensators getrennt von der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) vorgesehen ist, in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats (2) kleiner gemacht werden.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem zweiten Aspekt werden in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt mehrere Schichten mit hoher akustischer Impedanz (erste Schichten mit hoher akustischer Impedanz 311, 313) der ersten akustischen Impedanzschicht (31) bereitgestellt. Mehrere Schichten mit niedriger akustischer Impedanz (erste Schichten mit niedriger akustischer Impedanz 312, 314, 315) der ersten akustischen Impedanzschicht (31) sind vorgesehen. Die mehreren Schichten mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und die mehreren Schichten mit niedriger akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht (31) sind abwechselnd Schicht für Schicht in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) angeordnet.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem dritten Aspekt sind in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt mehrere Schichten mit hoher akustischer Impedanz (zweite Schichten mit hoher akustischer Impedanz 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363) der zweiten akustischen Impedanzschicht (32) vorgesehen. Mehrere Schichten mit niedriger akustischer Impedanz (zweite akustische Impedanzschicht 322, 324, 325, 332, 334, 335; 352, 354, 355, 362, 364, 365) der zweiten akustischen Impedanzschicht (32) sind vorgesehen. Die mehreren Schichten mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) und die mehreren Schichten mit niedriger akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) sind abwechselnd Schicht für Schicht in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) angeordnet.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem vierten Aspekt enthält in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte die erste akustische Impedanzschicht (31) eine leitende Schicht als die Schicht mit hoher akustischer Impedanz (erste Schicht mit hoher akustischer Impedanz 311, 313). Die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) enthält eine leitende Schicht als Schicht mit hoher akustischer Impedanz (zweite Schicht 321, 323, 331, 333; 351, 353; 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz).
Bei der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) sind in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß einem fünften Aspekt mehrere Elektroden (61, 62; 63, 64) gemäß einem beliebigen des ersten bis vierten Aspekts vorgesehen. Mehrere von zweiten akustischen Impedanzschichten (32, 33; 35, 36) sind entsprechend der mehreren von Elektroden (61, 62; 63, 64) eins-zu-eins vorgesehen. Mindestens zwei von mehreren leitenden Schichten (die mehreren zweiten Schichten 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz), die unter den mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten (32, 33; 35, 36) enthalten sind, sind elektrisch miteinander verbunden.
Bei der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß dem fünften Aspekt sind mindestens zwei der mehreren leitenden Schichten (mehrere zweite Schichten mit hoher akustischer Impedanz 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363) in den mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten (32, 33; 35, 36), die den mehreren Elektroden (61, 62, 63, 64) entsprechen, elektrisch miteinander verbunden. So können leicht mindestens zwei Kondensatoren (71, 72; 74, 75) gebildet werden.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1a) gemäß einem sechsten Aspekt ist in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem fünften Aspekt eine leitende Schicht (dritte Schicht 371, 373 mit hoher akustischer Impedanz), die eine Drossel (8) konfiguriert, zwischen mindestens zwei der mehreren leitenden Schichten (mehrere zweite Schichten 351, 353, 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz) der mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten (35, 36) vorgesehen.
Bei der Schallwellenvorrichtung (1a) gemäß dem sechsten Aspekt ist die Leiterschicht (dritte Schicht mit hoher akustischer Impedanz 371, 373) zwischen mindestens zwei der mehreren leitenden Schichten (mehreren zweiten Schichten mit hoher akustischer Impedanz 351, 353, 361, 363) der mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten (35, 36) vorgesehen. Dadurch kann die Drossel (8) zusammen mit dem Kondensator (74, 75) auch einstückig mit der IDT-Elektrode (5) ausgebildet werden. Mit anderen Worten kann die Drossel (8) zusammen mit dem Kondensator (74, 75) auch integral mit einem Resonator ausgebildet werden.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem siebten Aspekt sind, in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt, mehreren leitenden Schichten (mehrere zweite Schichten 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz) der mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten (32, 33; 35, 36) aus dem gleichen Material gebildet.
In einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß dem siebten Aspekt sind die mehreren leitenden Schichten (mehrere zweite Schichten 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz) aus dem gleichen Material gebildet. So können die mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten (32, 33; 35, 36) leicht gebildet werden.
Bei In einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem achten Aspekt ist in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der ersten bis siebten Aspekte die leitende Schicht (erste Schicht mit hoher akustischer Impedanz 311, 313) der ersten akustischen Impedanzschicht (31) aus dem gleichen Material wie die leitenden Schichten (mehrere zweite Schichten mit hoher akustischer Impedanz 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363) der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) gebildet.
Bei der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) werden gemäß dem achten Aspekt die leitende Schicht (erste Schicht 311, 313 mit hoher akustischer Impedanz) der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und die leitenden Schichten (mehrere zweite Schichten 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz) der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) aus dem gleichen Material gebildet. So können die erste akustische Impedanzschicht (31) und die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) leicht gebildet werden.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem neunten Aspekt ist in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß nach einem der ersten bis achten Aspekte, wenn eine Wellenlänge einer akustischen Welle, die durch einen Elektrodenfingerabstand (P1) der IDT-Elektrode (5) bestimmt wird, definiert ist als λ, eine Dicke der piezoelektrischen Schicht (4) kleiner oder gleich 1λ.
Bei einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) nach einem zehnten Aspekt ist in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem neunten Aspekt die akustische Welle eine Lamb-Welle.
Eine Schallwellenvorrichtung (Kettenleiterfilter 9; 9a) gemäß einem elften Aspekt umfasst eine Reihenarm-Schaltung (97) und eine Parallelarm-Schaltung (981, 982). Die Reihenarm-Schaltung (97) ist auf einem ersten Pfad vorgesehen, der einen Eingangsanschluss (961) und einen Ausgangsanschluss (962) verbindet. Die Parallelarm-Schaltung (981, 982) ist auf einem zweiten Pfad vorgesehen, der einen Knoten auf dem ersten Pfad an Masse legt. Die Reihenarm-Schaltung (97) umfasst mehrere Reihenarm-Resonatoren (91 bis 93). Die Parallelarm-Schaltung (981, 982) enthält einen Parallelarm-Resonator (94, 95). Mindestens ein Resonator unter den mehreren Reihenarm-Resonatoren (91 bis 93) und dem Parallelarm-Resonator (94, 95) umfasst die piezoelektrische Schicht (4) und die IDT-Elektrode (5).
Bei einer Schallwellenvorrichtung (Kettenleiterfilter 9) gemäß einem zwölften Aspekt ist in Bezug auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem elften Aspekt der Resonator einschließlich der piezoelektrischen Schicht (4) und der IDT-Elektrode (5) der Reihenarm-Resonator (93), der am nächsten an den Ausgangsanschluss (962) auf dem ersten Pfad unter den mehreren Reihenarm-Resonatoren (91 bis 93) angeschlossen ist. Der Kondensator (71, 72) befindet sich auf dem ersten Pfad zwischen dem Ausgangsanschluss (962) und dem Reihenarm-Resonator (93), der auf dem ersten Pfad am nächsten an den Ausgangsanschluss (962) angeschlossen ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß einem dreizehnten Aspekt umfasst das Vorbereiten eines Substrats (2) und einer piezoelektrischen Schicht (4). Das Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) umfasst die Bildung einer ersten akustischen Impedanzschicht (31) und einer zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) zwischen dem Substrat (2) und der piezoelektrischen Schicht (4). Die erste akustische Impedanzschicht (31) umfasst eine leitende Schicht (erste Schicht 311, 313 mit hoher akustischer Impedanz) aus mindestens einer Schicht. Die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) umfasst eine leitende Schicht (zweite Schicht 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363 mit hoher akustischer Impedanz) aus mindestens einer Schicht. Das Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) umfasst die Bildung einer IDT-Elektrode (5), die die erste akustische Impedanzschicht (31) zumindest teilweise überlappt, und die Bildung mindestens einer Elektrode (61, 62; 63, 64), die - in einer Draufsicht aus einer Dickenrichtung (einer ersten Richtung D1) des Substrats (2) auf der piezoelektrischen Schicht (4) - die zweite akustische Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) zumindest teilweise überlappt. Bei der Bildung der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und der zweiten akustischen Impedanzschicht (32) werden Bilden einer Schicht mit hoher akustischer Impedanz bilden (erste Schicht mit hoher akustischer Impedanz 311, 313, zweite Schicht mit hoher akustischer Impedanz 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363) und Bilden einer Schicht mit niedriger akustischer Impedanz (erste Schicht mit niedriger akustischer Impedanz 312, 314, 315, zweite Schicht mit niedriger akustischer Impedanz 322, 324, 325, 332, 334, 335; 352, 354, 355, 362, 364, 365), die eine niedrigere akustische Impedanz als die Schicht mit hoher akustischer Impedanz hat, mindestens einmal für jeden Bildungsprozess wiederholt. Beim Bilden der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) werden eine leitende Schicht (erste Schicht mit hoher akustischer Impedanz 311, 313) in der ersten akustischen Impedanzschicht (31) und eine leitende Schicht (zweite Schichten mit hoher akustischer Impedanz 321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363) in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 35, 36) so gebildet, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind. Beim Bilden der Elektrode (61, 62; 63, 64) wird ein Kondensator (71, 72; 74, 85) unter Verwendung der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) und der Elektrode (61, 62; 63, 64) gebildet.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Schallwellenvorrichtung (1; 1a) gemäß dem dreizehnten Aspekt wird beim Bilden der zweiten akustischen Impedanzschicht (32, 33; 34, 35) die leitende Schicht an einer der Elektrode (61, 62; 63, 64) in der Dickenrichtung (erste Richtung D1) des Substrats (2) zugewandten Position gebildet. Als Ergebnis kann der Kondensator (71, 72; 74, 75) in demselben Prozess wie ein Resonator hergestellt werden, so dass ein Herstellungsverfahren des Schallwellenbauelements (1; 1a) im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Resonator und ein Kondensator getrennt hergestellt werden, vereinfacht werden kann.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Schallwellenvorrichtung
2: Substrat
3, 3a: Zwischenschicht
301: leitende Schicht
303: leitende Schicht
31: erste akustische Impedanzschicht
311, 313: erste Schicht mit hoher akustischer Impedanz (leitende Schicht)
312, 314, 315: erste Schicht mit niedriger akustischer Impedanz
32: zweite akustische Impedanzschicht
331, 333: zweite Schicht mit hoher akustischer Impedanz (leitende Schicht)
332, 334, 335: zweite Schicht mit niedriger akustischer Impedanz
34: Isolierschicht
341, 342, 343: Abschnitt der Isolierschicht
35: zweite akustische Impedanzschicht
351, 353: zweite Schicht mit hoher akustischer Impedanz (leitende Schicht)
352, 354, 355: zweite mit niedriger akustischer Impedanz
36: zweite akustische Impedanzschicht
361, 363: zweite Schicht mit hoher akustischer Impedanz (leitende Schicht)
362, 364, 365: zweite Schicht mit niedriger akustischer Impedanz
37: dritte akustische Impedanzschicht
371, 373: dritte Schicht mit hoher akustischer Impedanz (leitende Schicht)
372, 374, 375: dritte Schicht mit niedriger akustischer Impedanz
4: piezoelektrische Schicht
5: IDT-Elektrode
501: leitfähige Schicht
51: erste Elektrode
52: zweite Elektrode
53: erster Elektrodenfinger
54: erste Sammelschiene
55: zweiter Elektrodenfinger
56: zweite Sammelschiene
60: Verdrahtung
61 bis 64: Elektrode
71, 72: Kondensator
73: Drossel
74, 75: Kondensator
8: Drossel
9, 9a: Kettenleiterfilter (Schallwellenvorrichtung)
91 bis 93: Reihenarm-Resonator
94, 95: Parallelarm-Resonator
961: Eingangsanschluss
962: Ausgangsanschluss
97: Reihenarm-Schaltung
981, 982: Parallelarm-Schaltung
D1: erste Richtung (Dickenrichtung)
D2: zweite Richtung
D3: dritte Richtung
P1: Elektrodenfingerabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/147688 [0004]

Claims

Schallwellenvorrichtung, umfassend: - ein Substrat, - eine erste akustische Impedanzschicht und eine zweite akustische Impedanzschicht, die auf dem Substrat ausgebildet sind, - eine piezoelektrische Schicht, die auf der ersten akustischen Impedanzschicht und der zweiten akustischen Impedanzschicht ausgebildet ist, - eine IDT-Elektrode, die auf der piezoelektrischen Schicht ausgebildet ist und in einer Draufsicht aus einer Dickenrichtung der piezoelektrischen Schicht die erste akustische Impedanzschicht zumindest teilweise überlappt, und - mindestens eine Elektrode, die auf der piezoelektrischen Schicht ausgebildet ist und die zweite akustische Impedanzschicht in einer Draufsicht aus der Dickenrichtung mindestens teilweise überlappt, - wobei die erste akustische Impedanzschicht und die zweite akustische Impedanzschicht jeweils umfassen -- eine Schicht mit hoher akustischer Impedanz aus mindestens einer Schicht und -- eine Schicht mit niedriger akustischer Impedanz aus mindestens einer Schicht, deren akustische Impedanz niedriger ist als die akustische Impedanz der Schicht mit hoher akustischer Impedanz, - wobei in der ersten akustischen Impedanzschicht und in der zweiten akustischen Impedanzschicht die Schicht mit hoher akustischer Impedanz oder die Schicht mit niedriger akustischer Impedanz eine leitende Schicht ist, - wobei ein Kondensator unter Verwendung der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht und der Elektrode gebildet ist und - wobei die leitende Schicht in der ersten akustischen Impedanzschicht gegen die leitende Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht elektrisch isoliert ist.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei mehrere der Schichten mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht vorgesehen sind, mehrere der Schichten mit niedriger akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht vorgesehen sind und die mehreren Schichten mit hoher akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht und die mehreren Schichten mit niedriger akustischer Impedanz der ersten akustischen Impedanzschicht abwechselnd Schicht für Schicht in der Dickenrichtung angeordnet sind.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere der Schichten mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht vorgesehen sind, mehrere der Schichten mit niedriger akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht vorgesehen sind und die mehreren Schichten mit hoher akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht und die mehreren der Schichten mit niedriger akustischer Impedanz der zweiten akustischen Impedanzschicht abwechselnd Schicht für Schicht in der Dickenrichtung angeordnet sind.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste akustische Impedanzschicht die leitende Schicht als die Schicht mit hoher akustischer Impedanz enthält, und die zweite akustische Impedanzschicht die leitende Schicht als die Schicht mit hoher akustischer Impedanz enthält.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mehrere der Elektroden vorgesehen ist, mehrere der zweiten akustischen Impedanzschichten eins-zu-eins entsprechend den mehreren Elektroden vorgesehen sind und mindestens zwei von mehreren leitenden Schichten, die bei den mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten enthalten sind, elektrisch miteinander verbunden sind.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine leitende Schicht, die eine Drossel konfiguriert, zwischen mindestens den zwei von den mehreren leitenden Schichten der mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten vorgesehen ist.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die mehreren leitenden Schichten der mehreren zweiten akustischen Impedanzschichten aus dem gleichen Material gebildet sind.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die leitende Schicht der ersten akustischen Impedanzschicht aus dem gleichen Material wie die leitende Schicht der zweiten akustischen Impedanzschicht gebildet ist.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenn die durch den Elektrodenfingerabstand der IDT-Elektrode bestimmte Wellenlänge einer Schallwelle als λ definiert wird, die Dicke der piezoelektrischen Schicht gleich oder kleiner als 1λ ist.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schallwelle ist eine Lamb-Welle ist.
Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend: eine Reihenarm-Schaltung, die auf einem ersten Pfad vorgesehen ist, der einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss verbindet, und eine Parallelarm-Schaltung, die auf einem zweiten Pfad vorgesehen ist, der einen Knoten auf dem ersten Pfad mit Masse verbindet, wobei die Reihenarm-Schaltung mehrere Reihenarm-Resonatoren enthält, die Parallelarm-Schaltung einen Parallelarm-Resonator enthält und mindestens ein Resonator von den mehreren Reihenarm-Resonatoren und dem Parallelarm-Resonator die piezoelektrische Schicht und die IDT-Elektrode umfasst.
Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Resonator, der die piezoelektrische Schicht und die IDT-Elektrode umfasst, der Reihenarm-Resonator ist, der von den mehreren Reihenarm-Resonatoren am nächsten zu dem Ausgangsanschluss auf dem ersten Pfad angeschlossen ist, und der Kondensator auf dem ersten Pfad zwischen dem Ausgangsanschluss und dem Reihenarm-Resonator vorgesehen ist, der am nächsten zu dem Ausgangsanschluss auf dem ersten Pfad angeschlossen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Schallwellenvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Vorbereiten eines Substrats und einer piezoelektrischen Schicht, Bilden einer ersten akustischen Impedanzschicht mit mindestens einer leitenden Schicht und einer zweiten akustischen Impedanzschicht mit mindestens einer leitenden Schicht zwischen dem Substrat und der piezoelektrischen Schicht, und Bilden einer IDT-Elektrode, die die erste akustische Impedanzschicht zumindest teilweise überlappt, und Bilden mindestens einer Elektrode, die in einer Draufsicht aus einer Dickenrichtung des Substrats auf die piezoelektrische Schicht die zweite akustische Impedanzschicht zumindest teilweise überlappt, wobei beim Bilden der ersten akustischen Impedanzschicht und der zweiten akustischen Impedanzschicht das Bilden einer Schicht mit hoher akustischer Impedanz und einer Schicht mit niedriger akustischer Impedanz, deren akustische Impedanz geringer ist als die akustische Impedanz der Schicht mit hoher akustischer Impedanz, bei jedem Bilden mindestens einmal wiederholt wird, die leitende Schicht in der ersten akustischen Impedanzschicht und die leitende Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht so ausgebildet werden, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind, und beim Bilden der Elektrode ein Kondensator unter Verwendung der leitenden Schicht in der zweiten akustischen Impedanzschicht und der Elektrode gebildet wird.