DE112022001794T5

DE112022001794T5 - Schallwellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112022001794T5
Application number: DE112022001794.5T
Authority: DE
Inventors: Hideki Iwamoto; Sho Nagatomo
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2024-02-15
Also published as: US20240007081A1; KR20230146602A; CN116868508A; WO2022202917A1

Abstract

Zum Bereitstellen einer Schallwellenvorrichtung, die fähig ist, Fluktuationen elektrischer Charakteristika zu unterdrücken und Moden höherer Ordnung zu unterdrücken.Eine Schallwellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Trägerbauglied, das ein Trägersubstrat 3 umfasst, eine piezoelektrische Schicht 6, die auf dem Trägerbauglied vorgesehen ist und eine erste Hauptoberfläche 6a und eine zweite Hauptoberfläche 6b umfasst, die einander zugewandt sind, eine erste IDT-Elektrode 7A, die auf der ersten Hauptoberfläche 6a vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst, und eine zweite IDT-Elektrode 7B, die auf der zweiten Hauptoberfläche 6b vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst. Die zweite IDT-Elektrode ist in dem Trägerbauglied eingebettet. Eine dielektrische Folie 29 ist auf der ersten Hauptoberfläche 6a der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen, um die erste IDT-Elektrode abzudecken. Wenn eine von einem Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode 7A definierte Wellenlänge durch λ dargestellt ist, ist eine Dicke der dielektrischen Folie 29 gleich oder kleiner als 0,15 A.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schallwellenvorrichtung.
Hintergrundtechnik
Bislang wurde eine Schallwellenvorrichtung häufig in einem Filter von Mobiltelefonen und Ähnlichem eingesetzt. Das unten angeführte Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel einer Schallwellenvorrichtung, die eine Plattenwelle verwendet. In dieser Schallwellenvorrichtung ist ein LiNbO₃-Substrat auf einem Trägerkörper vorgesehen. Der Trägerkörper ist mit einem Durchgangsloch versehen. IDT-Elektroden sind auf beiden Oberflächen des LiNbO₃-Substrats in einem dem Durchgangsloch zugewandten Abschnitt des LiNbO₃-Substrats vorgesehen.
Liste der zitierten Dokumente
Patentdokument
Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2013/021948
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Allerdings neigt in der Schallwellenvorrichtung, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, eine Formveränderung des LiNbO₃-Substrats dazu, sich zu verstärken, wenn die Schallwelle angeregt wird. Daher ist es ein Problem, dass Fluktuationen elektrischer Charakteristika der Schallwellenvorrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit auftreten. Darüber hinaus kann das Auftreten von Moden höherer Ordnung nicht ausreichend unterdrückt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schallwellenvorrichtung zu schaffen, die Fluktuationen elektrischer Charakteristika und Moden höherer Ordnung unterdrücken kann.
Lösung des Problems
Bei einem breiten Aspekt einer Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schallwellenvorrichtung ein Trägerbauglied, das ein Trägersubstrat umfasst, eine piezoelektrische Schicht, die auf dem Trägerbauglied vorgesehen ist und eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die einander zugewandt sind, eine erste IDT-Elektrode, die auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst, und eine zweite IDT-Elektrode, die auf der zweiten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst. Die zweite IDT-Elektrode ist in dem Trägerbauglied eingebettet, eine dielektrische Folie ist auf der ersten Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht vorgesehen, um die erste IDT-Elektrode abzudecken, und wenn eine Wellenlänge, die von einem Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode definiert ist, durch λ dargestellt ist, ist eine Dicke der dielektrischen Folie gleich oder kleiner als 0,15 A.
In einem weiteren breiten Aspekt einer Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, umfasst die Schallwellenvorrichtung ein Trägerbauglied, das ein Trägersubstrat umfasst, eine piezoelektrische Schicht, die auf dem Trägerbauglied vorgesehen ist und eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die einander zugewandt sind, eine erste IDT-Elektrode, die auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst, und eine zweite IDT-Elektrode, die auf der zweiten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst. Die zweite IDT-Elektrode ist in dem Trägerbauglied eingebettet und eine Folie, die die erste IDT-Elektrode abdeckt, ist nicht auf der ersten Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht vorgesehen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einer Schallwellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Fluktuationen der elektrischen Charakteristika zu unterdrücken und die Moden höherer Ordnung zu unterdrücken.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Draufsicht der Schallwellenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 2.
4 ist eine schematische Ansicht, die die Definition von Silizium-Kristallachsen darstellt.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine (100)-Ebene aus Silizium darstellt.
6 ist eine schematische Ansicht, die eine (110)-Ebene aus Silizium darstellt.
7 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
8 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
9 ist ein Diagramm, das Phasencharakteristika in dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
10 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
11 ist ein schematischer Querschnittsaufriss der Schallwellenvorrichtung gemäß einem ersten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Dicke einer dielektrischen Folie und einer Phase von Moden höherer Ordnung in dem ersten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
13 ist ein Diagramm, das das eine Beziehung zwischen einer Dicke einer dielektrischen Folie und Q-Charakteristika in dem ersten modifizierten Ausführungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung eines dritten Vergleichsbeispiels darstellt.
15 ist ein Diagramm, das Impedanzcharakteristika auf einer Frequenzseite, die niedriger als eine Resonanzfrequenz ist, in einer Hauptmode des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und des dritten Vergleichsbeispiels darstellt.
16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln einer piezoelektrischen Schicht und der Phase der Moden höherer Ordnung im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und des zweiten Vergleichsbeispiels darstellt.
17 ist ein Diagramm, das Phasencharakteristika in einem zweiten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und eines vierten Vergleichsbeispiels darstellt.
18 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht und einer Phase der Moden höherer Ordnung in dem zweiten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
19 ist ein Diagramm, das Phasen der Moden höherer Ordnung in dem ersten Ausführungsbeispiel und den dritten bis fünften modifizierten Beispielen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
20 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kombination von Materialien der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode und einer Schallgeschwindigkeit in der Hauptmode darstellt.
21 ist ein Diagramm, das Verschiebung in der piezoelektrischen Schicht für jede Kombination von Materialien der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode darstellt.
22 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kombination von Materialien der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode und einer Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Verschiebung in der piezoelektrischen Schicht darstellt.
23 ist ein schematischer frontaler Querschnittsaufriss zur Erläuterung einer Distanz dx.
24 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und einer Resonanzfrequenz darstellt.
25 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und einer Antiresonanzfrequenz darstellt.
26 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und einer normierten Bandbreite darstellt.
27 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika, wenn die Distanz dx 0 λ beträgt und wenn die Distanz dx 0,05 λ beträgt, darstellt.
28 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und einer Phase einer unnötigen Welle, die zu Welligkeiten wird, darstellt.
29 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
30 ist ein Diagramm, das Phasencharakteristika in dem ersten modifizierten Beispiel und dem zweiten modifizierten Beispiel des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
31 ist eine schematische Draufsicht, die eine Konfiguration einer ersten IDT-Elektrode gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
32 ist ein Diagramm, das Impedanzfrequenzcharakteristika des ersten Ausführungsbeispiels und des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
33 ist eine schematische Draufsicht auf eine Schallwellenvorrichtung gemäß einem ersten modifizierten Beispiel des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
34 ist eine schematische Draufsicht auf eine Schallwellenvorrichtung gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
35 ist eine schematische Draufsicht auf die Schallwellenvorrichtung gemäß einem dritten modifizierten Beispiel des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
36 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
37 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
38 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln und einer Dicke einer piezoelektrischen Schicht und einem elektromechanischen Kopplungskoeffizienten ksaw² in einer SH-Mode in dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
39 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht und einer Dicke einer dielektrischen Schicht und dem elektromechanischen Kopplungskoeffizienten ksaw² in der SH-Mode in dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
40 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln und einer Dicke einer Lithiumniobatschicht und dem elektromechanischen Kopplungskoeffizienten ksaw² in der SH-Mode darstellt.
41 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
42 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zur Klarstellung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wird angemerkt, dass jedes der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele sind und ein teilweiser Austausch oder eine Kombination von Konfigurationen zwischen verschiedenen Ausführungsbeispielen möglich ist.
1 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Schallwellenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 2. Es gilt zu beachten, dass 1 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I in 2 ist. Die Vorzeichen + und - in 1 zeigen schematisch den relativen Betrag eines Potentials.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Schallwellenvorrichtung 1 ein piezoelektrisches Substrat 2. Das piezoelektrische Substrat 2 umfasst ein Trägersubstrat 3 und eine piezoelektrische Schicht 6. Genauer gesagt ist die piezoelektrische Schicht 6 direkt auf dem Trägersubstrat 3 vorgesehen. Das Trägersubstrat 3 wird in der vorliegenden Erfindung als ein Trägerbauglied bezeichnet. Allerdings kann das Trägerbauglied ein mehrschichtiger Körper sein, der ein Trägersubstrat 3 umfasst.
Die piezoelektrische Schicht 6 weist eine erste Hauptoberfläche 6a und eine zweite Hauptoberfläche 6b auf. Die erste Hauptoberfläche 6a und die zweite Hauptoberfläche 6b sind einander zugewandt. Eine erste IDT-Elektrode 7A ist auf der ersten Hauptoberfläche 6a vorgesehen. Eine zweite IDT-Elektrode 7B ist auf der zweiten Hauptoberfläche 6b vorgesehen. Die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B sind, mit der piezoelektrischen Schicht 6 dazwischen, einander zugewandt.
Die zweite Hauptoberfläche 6b der piezoelektrischen Schicht 6 ist mit dem Trägersubstrat 3, welches ein Trägerbauglied ist, verbunden. Die zweite IDT-Elektrode 7B ist in dem Trägersubstrat 3 eingebettet. Anders ausgedrückt weist das Trägersubstrat 3 einen Abschnitt auf, der der zweiten IDT-Elektrode 7B zugewandt ist.
Eine Schallwelle wird durch Anlegen einer Wechselstromspannung an der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B angeregt. Die Schallwellenvorrichtung 1 verwendet eine Oberflächenwelle in der SH-Mode als eine Hauptmode. Allerdings ist die Hauptmode nicht auf die SH-Mode beschränkt und eine andere Mode kann als die Hauptmode genutzt werden. Auf der ersten Hauptoberfläche 6a der piezoelektrischen Schicht 6 ist ein Paar von Reflektoren 8A und 8B auf beiden Seiten der ersten IDT-Elektrode 7A in einer Richtung der Schallwellenausbreitung vorgesehen. In ähnlicher Weise ist ein Paar von Reflektoren 8C und 8D auf beiden Seiten der zweiten IDT-Elektrode 7B in der Richtung der Schallwellenausbreitung vorgesehen. Die Reflektoren 8A, 8B, 8C und 8D können das gleiche Potential wie die erste IDT-Elektrode 7A, das gleiche Potential wie die zweite IDT-Elektrode 7B oder das gleiche Potential wie sowohl die erste IDT-Elektrode 7A als auch die zweite IDT-Elektrode 7B aufweisen. Alternativ können sie Floating-Elektroden sein. Wie zuvor beschrieben ist die Schallwellenvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung ein Oberflächenschallwellenresonator. Allerdings ist die Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf einen Schallwellenresonator beschränkt und kann eine Filtervorrichtung oder ein Multiplexer sein, der eine Mehrzahl von Schallwellenresonatoren umfasst.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die erste IDT-Elektrode 7A eine erste Sammelschiene 16, eine zweite Sammelschiene 17, eine Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 und eine Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19. Die erste Sammelschiene 16 und die zweiten Sammelschiene 17 sind einander zugewandt. Ein Ende von jedem der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 ist mit der ersten Sammelschiene 16 verbunden. Ein Ende von jedem der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19 ist mit der zweiten Sammelschiene 17 verbunden. Die Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 und die Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19 greifen fingerartig ineinander ein.
In ähnlicher Wiese zu der ersten IDT-Elektrode 7A umfasst die zweite IDT-Elektrode 7B ein Paar von Sammelschienen und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern. Die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B weisen den gleichen Elektrodenfingerabstand auf. Es gilt zu beachten, dass der Elektrodenfingerabstand eine Distanz zwischen den Mittelpunkten von aneinander angrenzenden Elektrodenfingern. In der vorliegenden Beschreibung schließt der Ausdruck „die Elektrodenfingerabstände sind gleich“ einen Fall ein, in dem die Elektrodenfingerabstände innerhalb eines Fehlerbereichs, der die elektrischen Charakteristika der Schallwellenvorrichtung nicht beeinträchtigt, unterschiedlich sind. Wie in 1 dargestellt, ist die Querschnittsform von jedem der Elektrodenfingern von der erste IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B trapezförmig. Allerdings ist die Querschnittsform von jedem der Elektrodenfinger nicht auf das oben Beschriebene beschränkt und kann beispielsweise auch rechteckig sein.
Die erste IDT-Elektrode 7A, die zweite IDT-Elektrode 7B, der Reflektor 8A, der Reflektor 8B, der Reflektor 8C und der Reflektor 8D bestehen aus Al. Allerdings sind die Materialien von jeder der IDT-Elektroden und jedem der Reflektoren nicht auf das oben genannte Material beschränkt. Alternativ kann jede der IDT-Elektroden und jeder der Reflektoren aus einer laminierten Metallfolie gebildet sein. Es gilt zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung bei der Beschreibung, dass die IDT-Elektrode oder Ähnliches aus einem bestimmten Material wie AI besteht, ein Fall, in dem die IDT-Elektrode oder Ähnliches eine sehr kleine Menge an Verunreinigungen, die die elektrischen Charakteristika der Schallwellenvorrichtung nicht beeinträchtigen, auch miteingeschlossen ist.
In der ersten IDT-Elektrode 7A ist eine Region, in der aneinander angrenzende Elektrodenfinger bei Betrachtung aus der Richtung der Schallwellenausbreitung einander überlappen, eine Schnittregion A. In ähnlicher Weise weist auch die zweite IDT-Elektrode 7B eine Schnittregion auf. Die Schnittregion A der ersten IDT-Elektrode 7A und die Schnittregion der zweiten IDT-Elektrode 7B überlappen einander in einer Draufsicht. Genauer gesagt, überlappen sich der Mittelpunkt der Mehrzahl von Elektrodenfingern in der Schnittregion A der ersten IDT-Elektrode 7A und der Mittelpunkt der Mehrzahl von Elektrodenfingern in der Schnittregion der zweiten IDT-Elektrode 7B in einer Draufsicht. Allerdings reicht es aus, dass sich zumindest ein Teil der Mehrzahl von Elektrodenfingern der ersten IDT-Elektrode 7A und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Elektrodenfingern der zweiten IDT-Elektrode 7B in einer Draufsicht überlappen. Anders ausgedrückt reicht es aus, wenn sich der Überlappungszustand innerhalb eines Fehlerbereichs befindet, in dem die elektrischen Charakteristika der Schallwellenvorrichtung nicht beeinträchtigt sind. Eine Abweichung aufgrund von Herstellungsvariationen wird als überlappt angesehen. Hier bezieht sich die Draufsicht auf eine von oben betrachtete Richtung in 1.
Wie in 3 dargestellt, umfasst die Schallwellenvorrichtung 1 eine erste Durchgangselektrode 15A und eine zweite Durchgangselektrode 15B. Die erste Durchgangselektrode 15A und die zweite Durchgangselektrode 15B durchdringen die piezoelektrische Schicht 6. Die erste Durchgangselektrode 15 verbindet die erste Sammelschiene 16 der ersten IDT-Elektrode 7A und eine Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode 7B. Die zweite Durchgangselektrode 15B verbindet die zweite Sammelschiene 17 der ersten IDT-Elektrode 7A und die andere Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode 7B. Damit haben die einander zugewandten Elektrodenfinger mit der piezoelektrischen Schicht 6 dazwischen das gleiche Potential. Allerdings können die Sammelschienen durch andere Verdrahtung als sie einer der Durchgangselektroden entspricht mit dem gleichen Signalpotential verbunden werden.
Wie in 1 dargestellt, ist das Potential der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 relativ höher als das Potential der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19. Allerdings kann das Potential der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19 relativ höher sein als das Potential der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite IDT-Elektrode 7B in dem Trägersubstrat 3 eingebettet ist und als ein Trägerbauglied dient. Da die piezoelektrische Schicht 6 auch in einem Abschnitt, in dem die Schallwelle angeregt ist, von dem Trägersubstrat 3 getragen ist, folgt, dass die Form der piezoelektrischen Schicht 6 nicht leicht zu verformen ist und es möglich ist, die Fluktuationen der elektrischen Charakteristika zu unterdrücken. Da die zweite IDT-Elektrode 7B in dem Trägerbauglied eingebettet ist, können außerdem Moden höherer Ordnung zu einer Trägerbaugliedseite entweichen. Als Folge können die Moden höherer Ordnung weiter unterdrückt werden. Einzelheiten der Auswirkung vom Unterdrücken der Moden höherer Ordnung werden im Folgenden zusammen mit Einzelheiten der Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Die piezoelektrische Schicht 6 ist eine Lithiumtantalat-Schicht. Genauer gesagt betragen die Schnittwinkel von für die piezoelektrische Schicht 6 verwendetem Lithiumtantalat 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung. Allerdings sind die Schnittwinkel der piezoelektrischen Schicht 6 nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Die piezoelektrische Schicht 6 kann beispielsweise eine Lithiumniobatschicht sein. Die piezoelektrische Schicht 6 weist Kristallachsen (X_Li, Y_Li, Z_Li) auf.
Das Trägersubstrat 3 ist ein Siliziumsubstrat. Wie in 4 dargestellt, weist Silizium eine Diamantenstruktur auf. In der vorliegenden Beschreibung lauten die Silizium-Kristallachsen, die das Siliziumsubstrat darstellen (X_Si, Y_Si, Z_Si). Bei Silizium sind die X_Si-Achse, die die Y_Si-Achse und die die Z_Si-Achse aufgrund der Symmetrie der Kristallstruktur äquivalent zueinander. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt eine Ebenenausrichtung des Trägersubstrats 3 (100). Die Ebenenausrichtung von (100) zeigt an, dass das Substrat entlang einer (100)-Ebene orthogonal zu der Kristallachse, die durch Miller'sche Indizes [100] in der Kristallstruktur von Silizium, das die Diamantstruktur aufweist, dargestellt ist. In der (100)-Ebene weist die (100)-Ebene eine 4-zählige Symmetrie auf und eine entsprechende Kristallstruktur wird durch Drehung um 90° erlangt. Es gilt zu beachten, dass die (100)-Ebene die in 5 dargestellte Ebene ist.
Das Trägersubstrat 3 und die piezoelektrische Schicht 6 sind laminiert, sodass die X_Li-Achsenrichtung und eine Si [110]-Richtung parallel zueinander sind. Die Si [100]-Richtung ist eine Richtung, die orthogonal zu einer (110)-Ebene verläuft, die in 6 dargestellt ist. Allerdings ist die Ausrichtungsbeziehung zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6 nicht auf das oben Genannte beschränkt. Die Ebenenausrichtung, die Ausbreitungsrichtung und das Material des Trägersubstrats 3 sind auch nicht genauer beschränkt. Es können zum Beispiel Glas, ein Quarzkristall, Aluminiumoxid oder Ähnliches in dem Trägersubstrat 3 verwendet werden.
Im Folgenden wird beschrieben, dass die Moden höherer Ordnung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Vergleich zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel unterdrückt werden können. Wie in 7 dargestellt, unterscheidet sich das erste Vergleichsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 6, der in Draufsicht die Schnittregion überlappt, nicht auf das Trägersubstrat laminiert ist. Wie in 8 dargestellt, unterscheidet sich das zweite Vergleichsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die zweite IDT-Elektrode 7B nicht in dem Trägersubstrat eingebettet ist. Darüber hinaus unterscheidet sich das zweite Vergleichsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 6, der in Draufsicht die Schnittregion überlappt, nicht auf das Trägersubstrat laminiert ist.
In dem ersten Ausführungsbeispiel, dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel wurden Phasencharakteristika durch Ausführung von Simulation vergleichen. Gestaltungsparameter jeder Schallwellenvorrichtung waren wir folgt. Es gilt zu beachten, dass in dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel, der Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 6, der in Draufsicht die Schnittregion überlappt, nicht auf das Trägersubstrat laminiert ist. Daher sind die Gestaltungsparameter des Trägersubstrats in jedem der Vergleichsbeispiele nicht festgelegt.
Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels sind wie folgt. Es gilt zu beachten, dass die in Draufsicht einander überlappenden Elektrodenfinger in der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B das gleiche Potential aufweisen. Eine Wellenlänge, die durch die Elektrodenfingerabstände der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B definiert ist, beträgt λ.

Trägersubstrat 3; Material: Si, Ebenenausrichtung: (100)-Ebene
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
Ausrichtungsbeziehung zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6; die Si [100]-Richtung und die X_Li-Achsenrichtung sind parallel zueinander.
erste IDT-Elektrode 7A; Material: Al, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
zweite IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge λ; 1µm
Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels lauten wie folgt.
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
erste IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge A; 1µm
Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels lauten wie folgt. Es gilt zu beachten, dass die in Draufsicht einander überlappenden Elektrodenfinger in der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B das gleiche Potential aufweisen.
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
erste IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
zweite IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge A; 1µm

9 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt. 10 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
Wie in 9 dargestellt, ist in dem ersten Vergleichsbeispiel eine Mehrzahl von Moden höherer Ordnung in einem breiten Frequenzband erzeugt. In dem zweiten Vergleichsbeispiel sind die Moden höherer Ordnung um 5500 MHz unterdrückt. Allerdings wird auch in dem zweiten Vergleichsbeispiel eine Mehrzahl von Moden höherer Ordnung in einem breiten Frequenzband erzeugt, mit Ausnahme von um 5500 MHz. Wie zuvor beschrieben, können die Moden höherer Ordnung selbst wenn die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B einander zugewandt sind nicht ausreichend unterdrückt werden.
Andererseits sind die Moden höherer Ordnung in einem breiten Frequenzband in dem ersten Ausführungsbeispiel unterdrückt, wie es in 10 dargestellt ist. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B einander zugewandt und die zweite IDT-Elektrode 7B ist in dem Trägersubstrat 3 eingebettet. Dadurch können die Moden höherer Ordnung zu einer Seite des Trägersubstrats 3 entweichen. Somit können die Moden höherer Ordnung effektiv unterdrückt werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Folie, die die erste IDT-Elektrode 7A abdeckt, nicht auf der ersten Hauptoberfläche 6A der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen. Dementsprechend kann die Hauptmode effizient angeregt werden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt.
11 ist ein schematischer Querschnittsaufriss der Schallwellenvorrichtung gemäß einem ersten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie in einem ersten modifizierten Beispiel, das in 11 dargestellt ist, kann eine dielektrische Folie 29 auf der ersten Hauptoberfläche 6a der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen sein, um die erste IDT-Elektrode 7A abzudecken. In dem vorliegenden modifizierten Beispiel ist die dielektrische Folie 29 eine Siliziumoxidfolie. Allerdings ist das Material der dielektrischen Folie 29 nicht auf Siliziumoxid beschränkt; es können zum Beispiel auch Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Tantalpentoxid, amorphes Silizium, polykristallines Silizium, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid oder Ähnliches eingesetzt werden. Da die erste IDT-Elektrode 7A durch die dielektrische Folie 29 geschützt ist, ist eine Beschädigung der ersten IDT-Elektrode 7A weniger wahrscheinlich.
Hier, in der Schallwellenvorrichtung des vorliegenden modifizierten Beispiels, wurden Beziehungen zwischen einer Dicke der dielektrischen Folie 29 und sowohl einer Phase und einem Q-Faktor der Moden höherer Ordnung durch Ausführen einer Simulation erlang. Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung lauten wie folgt.

Trägersubstrat; Material: Si, Ebenenausrichtung: (100)-Ebene
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
Ausrichtungsbeziehung zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6; die Si [100]-Richtung und die X_Li-Achsenrichtung sind parallel zueinander.
erste IDT-Elektrode 7A; Material: Al, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
zweite IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge A; 1µm

₂

12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Dicke der dielektrischen Folie und Phasen von Moden höherer Ordnung in dem ersten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Die Phasen der Moden höherer Ordnung, die in 12 dargestellt sind, sind die Phasen der Moden höherer Ordnung in dem Bereich von 5000 MHz bis 7000 MHz.
Wie in 12 dargestellt, sind in dem vorliegenden modifizierten Beispiel die Phasen der Moden höherer Ordnung gleich oder kleiner als 70 dB. Andererseits betragen die Moden höherer Ordnung im Bereich von 5000 MHz bis 7000 MHz im ersten Vergleichsbeispiel, das in 9 dargestellt ist, ungefähr 85 dB. Wie oben beschrieben, sind die Moden höherer Ordnung in dem vorliegenden modifizierten Beispiel im Vergleich zum ersten Vergleichsbeispiel unterdrückter. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass die Moden höherer Ordnung, wie in 12 dargestellt, mit abnehmender Dicke der dielektrischen Folie 29 mehr unterdrückt werden. Dies ist der Fall, da je dünner die Dicke der dielektrischen Folie 29 ist, desto schwieriger ist es für die dielektrische Folie 29 die Moden höherer Ordnung darin einzuschränken. Wenn die Dicke der dielektrischen Folie 29 gleich oder kleiner als 0,15 λ beträgt, sind die Moden höherer Ordnung gleich oder kleiner als -80 dB. Daher ist die Dicke der dielektrischen Folie 29 vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,15 A. Infolgedessen können die Moden höherer Ordnung weiter unterdrückt werden.
13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Dicke der dielektrischen Folie und Q-Charakteristika in dem ersten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Es gilt zu beachten, dass, wenn die Dicke der dielektrischen Folie 29 0,015 λ beträgt, die Q-Charakteristika auf einen Referenzwert von 1 festgelegt sind.
Wie in 13 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass je dünner die dielektrische Folie 29 ist, desto höher sind die Q-Charakteristika. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Q-Charakteristika der piezoelektrischen Schicht 6 höher als die Q-Charakteristika der dielektrischen Folie 29. Daher nimmt, mit Dünnerwerden der dielektrischen Folie 29, das Verhältnis des Abschnitts mit den hohen Q-Charakteristika in einem mehrschichtigen Körper der piezoelektrischen Schicht 6 und der dielektrischen Folie 29 zu. Damit ist die obige Beziehung festgelegt. Wenn die Dicke der dielektrischen Folie 29 gleich oder kleiner als 0,05 λ ist, sind die Q-Charakteristika gleich oder größer als 1. Daher ist die Dicke der dielektrischen Folie 29 vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,05 A. Folglich können die Q-Charakteristika weiter verbessert werden.
Unter Rückbezug auf 1 ist es, wie auch in dem ersten Ausführungsbeispiel, bevorzugt, dass die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B einander zugewandt sind und sich die piezoelektrische Schicht 6 zwischen denselben befindet und dass die Elektrodenfinger, die sich in Draufsicht gegenseitig überlappen, mit dem gleichen Potential verbunden sind. In diesem Fall kann die Symmetrie der elektrischen Felder, die von der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B erzeugt werden, verbessert werden. Dadurch können die Moden höherer Ordnung weiter unterdrück werden.
Darüber hinaus kann in dem ersten Ausführungsbeispiel eine elektrostatische Kapazität erhöht werden, da die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B einander zugewandt sind und sich die piezoelektrische Schicht 6 zwischen denselben befindet. Daher kann die gewünschte elektrostatische Kapazität erlangt werden, selbst wenn die Größe der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten Elektrode 7B reduziert ist. Aus diesem Grund kann die Schallwellenvorrichtung 1 kleiner gemacht werden. Dies wird durch Vergleich des ersten Ausführungsbeispiels mit dem dritten Vergleichsbeispiel beschrieben werden. Wie in 14 dargestellt, unterscheidet sich das dritte Vergleichsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die zweite IDT-Elektrode nicht vorgesehen ist.
In dem ersten Ausführungsbeispiel und dem dritten Vergleichsbeispiel wurden Impedanzcharakteristika durch Ausführen einer Simulation verglichen. Je niedriger die Impedanz ist, desto mehr erhöht sich die elektrostatische Kapazität. Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel waren die gleichen wie jene, die zum Erlangen der oben beschriebenen Phasencharakteristika verwendet wurden. Gestaltungsparameter des dritten Vergleichsbeispiels waren die gleichen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, abgesehen davon, dass die zweite IDT-Elektrode 7B nicht vorgesehen war.
15 ist ein Diagramm, das die Impedanzcharakteristika in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem dritten Vergleichsbeispiel auf einer Frequenzseite darstellt, die niedriger als eine Resonanzfrequenz in der Hauptmode ist.
Wie in 15 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass die Impedanz in dem ersten Ausführungsbeispiel niedriger ist als die Impedanz in dem dritten Ausführungsbeispiel. Daher ist es in dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, die elektrostatische Kapazität zu erhöhen und die Größe der Schallwellenvorrichtung 1 zu reduzieren.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 gleich oder kleiner als 2 A. Die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 1 A. Damit können die Moden höherer Ordnung zuverlässiger unterdrückt werden. Allerdings ist die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 nicht auf das oben Beschriebene beschränkt.
im Folgenden wird beschrieben, dass die Moden höherer Ordnung unabhängig von den Schnittwinkeln der piezoelektrischen Schicht 6 unterdrückt werden können. Die Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der piezoelektrischen Schicht 6 und der Phase der Moden höherer Ordnung um 8400 MHz wurde durch Simulation erlangt. Es gilt zu beachten, dass θ in Abstufungen von 5 Grad innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0 Grad und gleich oder kleiner als 180 Grad ist, variiert wurde. Φ und ψ wurden auf 0° eingestellt. Sowohl φ als auch ψ können allerdings auch innerhalb eines Bereichs von ± 10° akzeptabel sein. In 16 ist das Ergebnis zusammen mit dem Ergebnis des zweiten Vergleichsbeispiels als Referenz dargestellt.
16 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht und der Phase von Moden höherer Ordnung in dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt. Die gestrichelte Linie in 16 zeigt die Phasen der Moden höherer Ordnung um 8400 MHz in dem zweiten Vergleichsbeispiel, das in 10 dargestellt ist, an.
Wie in 16 dargestellt können die Moden höherer Ordnung in dem ersten Ausführungsbeispiel unabhängig von θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht 6 unterdrückt werden.
Es gilt zu beachten, dass die piezoelektrische Schicht 6 eine Lithiumniobatschicht sein kann. Auch in diesem Fall können Fluktuationen der elektrischen Charakteristika unterdrückt werden und auch die Moden höherer Ordnung können unterdrückt werden. Dies wird durch Vergleich des zweiten modifizierten Beispiels des ersten Ausführungsbeispiels mit dem vierten Vergleichsbeispiel beschrieben werden. Wie mit Bezug auf 1 beschrieben wurde, unterscheidet sich das zweite modifizierte Beispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass die piezoelektrische Schicht 6 eine Lithiumniobatschicht ist. Das vierte Vergleichsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten modifizierten Beispiel dadurch, dass die zweite IDT-Elektrode nicht in dem Trägersubstrat eingebettet ist. Darüber hinaus unterscheidet sich das vierte Vergleichsbeispiel von dem zweiten modifizierten Beispiel dadurch, dass ein Abschnitt der piezoelektrischen Schicht, das in Draufsicht die Schnittregion überlappt, nicht auf das Trägersubstrat laminiert ist.
17 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in einem zweiten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels und eines Vergleichsbeispiels darstellt.
Wie in 17 dargestellt, wird in dem vierten Vergleichsbeispiel eine Mehrzahl von Moden höherer Ordnung in einem breiten Frequenzband erzeugt. Andererseits wird darauf hingewiesen, dass in dem zweiten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels die Moden höherer Ordnung in einem breiten Frequenzband unterdrückt werden können. Außerdem wird in dem vorliegenden modifizierten Beispiel so wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die piezoelektrische Schicht 6 von dem Trägersubstrat 3 auch in einem Abschnitt getragen, in dem eine Schallwelle angeregt ist. Folglich ist eine Formveränderung der piezoelektrischen Schicht 6 weniger wahrscheinlich und Fluktuationen der elektrischen Charakteristika können unterdrückt werden.
Es wird im Folgenden beschrieben, dass selbst wenn die piezoelektrische Schicht 6 eine Lithiumniobatschicht ist, die Moden höherer Ordnung unabhängig von den Schnittwinkeln unterdrückt werden können. Die Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der Lithiumniobatschicht und der Phase der Moden höherer Ordnung um 10500 MHz wurde durch Simulation erlangt. Es gilt zu beachten, dass θ in Abstufungen von 5 Grad innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0 Grad und gleich oder kleiner als 180 Grad ist, variiert wurde.
18 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht und der Phase der Moden höherer Ordnung in dem zweiten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels darstellt.
Wie in 18 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass in dem zweiten modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels die Moden höherer Ordnung unabhängig von θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht 6 unterdrückt werden können.
Wie oben beschrieben kann ein von Silizium unterschiedliches Material als das Material für das Trägersubstrat 3 verwendet werden. 19 stellen Phasen der Moden höherer Ordnung in dritten bis fünften modifizierten Beispielen dar, in denen sich nur das Material des Trägersubstrats 3 von dem des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet. Die in 19 dargestellten Moden höherer Ordnung sind die Moden höherer Ordnung um 7500 MHz. In dem dritten modifizierten Beispiel ist das Trägersubstrat 3 aus Glas hergestellt. In dem vierten modifizierten Beispiel ist das Trägersubstrat 3 aus Quarzkristall hergestellt. In dem fünften modifizierten Beispiel ist das Trägersubstrat 3 aus Aluminiumoxid hergestellt. 19 stellt außerdem die Moden höherer Ordnung des ersten Vergleichsbeispiels dar. Wie zuvor beschrieben ist in dem ersten Vergleichsbeispiel der Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 6, der in Draufsicht die Schnittregion überlappt, nicht auf das Trägersubstrat 3 laminiert.
19 ist ein Diagramm, das die Phasen der Moden höherer Ordnung in dem ersten Ausführungsbeispiel, dem dritten bis fünften modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels und dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
Wie in 19 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass in der Gesamtheit des ersten Ausführungsbeispiels und des dritten bis fünften modifizierten Beispiels des ersten Ausführungsbeispiels die Moden höherer Ordnung stärker unterdrückt sind als in dem ersten Vergleichsbeispiel.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B aus AI hergestellt, wobei sie nicht darauf beschränkt sind. Hier wurde eine Schallgeschwindigkeit in der Hauptmode durch Verwendung unterschiedlicher Materialien für die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B simuliert. Es gilt zu beachten, dass die Hauptmode in dem ersten Ausführungsbeispiel eine Oberflächenwelle in der SH-Mode ist. In der folgenden Beschreibung gilt, dass wenn das Material der ersten IDT-Elektrode 7A M1 ist und das Material der zweiten IDT-Elektrode 7B M2 ist, werden diese als M1/M2 beschrieben. Die Kombination von Materialien der IDT-Elektrode waren vier Kombinationen aus Al/Al, Al/Pt, Pt/Al und Pt/Pt. In der Simulation waren die Dicke der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B jeweils auf 0,07 λ eingestellt.
20 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kombination aus Materialien der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode und der Schallgeschwindigkeit in der Hauptmode darstellt.
Wie in 20 dargestellt, ist die Schallgeschwindigkeit, wenn zumindest eine der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B aus Pt hergestellt ist, in der Hauptmode niedriger als die im Falle von Al/Al. Wenn die Schallgeschwindigkeit niedrig ist, kann die Schallwellenvorrichtung kleiner gestaltet werden. Konkreter ausgedrückt gilt, wenn eine Frequenz f ist und eine Schallgeschwindigkeit v ist, ist eine Gleichung f = v/λ. erfüllt. Um eine gewünschte Frequenz f in der Schallwellenvorrichtung 1 zu erlangen, ist die Wellenlänge λ kürzer je niedriger die Schallgeschwindigkeit v ist. Wie oben beschrieben ist die Wellenlänge λ durch den Elektrodenfingerabstand bestimmt. Demzufolge wird der Elektrodenfingerabstand enger je kürzer die Wellenlänge λ ist. Deshalb kann die IDT-Elektrode kleiner gestaltet werden. Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, dass zumindest eine der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B aus Pt hergestellt ist. Damit können die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B in ihrer Größe reduziert werden und die Miniaturisierung der Schallwellenvorrichtung 1 kann gefördert werden.
Darüber hinaus ist die Schallgeschwindigkeit in der Hauptmode im Falle von Pt/AI und im Falle von Pt/Pt niedriger als im Falle von Al/Pt. Deshalb ist die erste IDT-Elektrode 7A vorzugsweise aus Pt hergestellt. Folglich kann die Miniaturisierung der Schallwellenvorrichtung 1 weiter gefördert werden.
Die Simulation bezüglich der Stärke der Verschiebung in der piezoelektrischen Schicht 6 wurde unter denselben Bedingungen wie in der Simulation bezüglich der Schallgeschwindigkeit in der SH-Mode ausgeführt. Insbesondere wurde die Simulation bezüglich einer Beziehung zwischen einer Position der piezoelektrischen Schicht 6 und der Dickerichtung und der Stärke der Verschiebung ausgeführt.
21 ist ein Diagramm, das die Verschiebung in der piezoelektrischen Schicht für jede Kombination aus Materialien der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode darstellt. Die Position der ersten Hauptoberfläche 6a der piezoelektrischen Schicht 6 ist durch 0 auf der horizontalen Achse der 21 angezeigt. Die Position der zweiten Hauptoberfläche 6b ist durch 200 auf der horizontalen Achse angezeigt.
Wie in 21 dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass die Verschiebung, wenn die horizontale Achse 0 ist, im Falle von Al/Al und im Falle von Al/Pt kleiner ist als im Falle von Pt/AI und im Falle von Pt/Pt. Das bedeutet, dass wenn die erste IDT-Elektrode 7A aus Al hergestellt ist, kann die Verschiebung der ersten Hauptoberfläche 6a der piezoelektrischen Schicht 6 reduziert werden. Daher können auf die erste IDT-Elektrode 7A ausgeübte Spannungen reduziert werden und Spannungsmigration kann unterdrückt werden. Dementsprechend ist die erste IDT-Elektrode 7A vorzugsweise aus Al hergestellt. Folglich kann die Spannungsmigration unterdrückt werden und eine Verschlechterung der Strombelastbarkeit, die durch die Spannungsmigration verursacht wurde, unterdrückt werden.
Die Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Verschiebung in der piezoelektrischen Schicht 6 wurde für jede Kombination aus den Materialien der oben beschriebenen IDT-Elektrode berechnet.
22 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kombination aus Materialien der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode und eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Verschiebung in der piezoelektrischen Schicht darstellt.
Wie in 22, wird darauf hingewiesen, dass die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Verschiebung bei AI/Pt am kleinsten ist. Daher ist es bevorzugt, dass die erste IDT-Elektrode 7A aus AI und die zweite IDT-Elektrode 7B aus Pt hergestellt ist. In diesem Fall kann die Gleichmäßigkeit der Verschiebung in der Dickerichtung der piezoelektrischen Schicht 6 erhöht werden. Dadurch kann die Schallwelle gleichmäßig in der Dickerichtung der piezoelektrischen Schicht 6 ausgebreitet werden und somit gute elektrische Charakteristika erlangt werden. Außerdem können die elektrischen Charakteristika gegen Veränderungen in der Konfiguration der Schallwellenvorrichtung 1 stabilisiert werden, da die Symmetrie der Schallwelle, die sich in der oben beschriebenen Dickerichtung ausbreitet, verbessert werden kann.
Es gilt zu beachten, dass es ohne Beschränkung auf den Fall Al/Pt bevorzugt ist, dass eine Dichte der zweiten IDT-Elektrode 7B höher als eine Dichte der ersten IDT-Elektrode 7A ist. Auch können in diesem Fall gute elektrische Charakteristika erlangt und die elektrischen Charakteristika stabilisiert werden. Wenn die zweite IDT-Elektrode 7B aus Pt hergestellt ist, kann sich der elektrische Widerstand der Elektrodenfinger in manchen Fällen erhöhen. In diesem Fall kann die zweite IDT-Elektrode 7B eine Laminatstruktur aufweisen, die eine Al-Schicht und eine Pt-Schicht umfasst, um den elektrischen Widerstand zu reduzieren.
Ferner wurde eine Beziehung zwischen den Materialien, Dichten und Dicken der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B und eine normierte Bandbreite der Hauptmode erlangt. Es gilt zu beachten, dass die Hauptmode in dem ersten Ausführungsbeispiel die SH-Mode ist. Die Dicke der ersten IDT-Elektrode 7A wird durch IDTu [λ] dargestellt, die Dicke der zweiten IDT-Elektrode 7B wird durch IDTd [λ] dargestellt, die Dichte der ersten IDT-Elektrode 7A wird durch ρ1 [g/cm3] dargestellt, die Dichte der zweiten IDT-Elektrode 7B wird durch ρ2 [g/cm3] dargestellt und die normierte Bandbreite der SH-Mode ist durch SH_BW [%] dargestellt.
Es gilt zu beachten, dass in einem Fall, in dem die IDT-Elektrode ein mehrschichtiger Körper aus einer Mehrzahl von Elektrodenschichten ist, eine Gleichung IDTu (IDTd) = Σ t_n erfüllt ist, wenn die Dicken der jeweiligen Elektrodenschichten durch t₁, t₂, ..., und t_n dargestellt sind. Außerdem ist in diesem Fall, wenn die Dichten der jeweiligen Elektrodenschichten durch ρ₁, ρ₂, ..., und ρ_n dargestellt sind, die Dichte der IDT-Elektrode Σ (ρ_n × t_n)/Σ t_n. In einem Fall, in dem die Elektrodenschichten aus Legierungen hergestellt sind, gilt darüber hinaus ist eine Gleichung Dichte = Σ (ρ_n × t_n) als erfüllt, wenn die jeweiligen Dichten von Elementen, die die Legierungen bilden, durch ρ₁, ρ₂, ..., und ρ_n dargestellt sind und die entsprechenden Konzentrationen durch ρ₁, ρ₂, ..., und ρ_n [%].
Gleichung 1, die ein Vergleichsausdruck zwischen IDTu, IDTd, ρ₁, und ρ₂ und SH_BW ist, wurde durch Simulation abgeleitet. $\begin{array}{l} SH_BW [%] = \\ 4.94288347869583 \\ - 1.37989369528872 \times (IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}]) \\ \begin{array}{l} + 1.0813184606833 \times (IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}]) \\ + 2.51396812128047 \times {(IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}])}^{2} - 2.28238205352906 \times {(IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}])}^{3} \end{array} \\ + 0.61094393501087 \times {(IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}])}^{4} \\ - 22.6347858439936 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{2} + 63.863259840415 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{3} \\ - 74.118174.3703044 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{4} + 37.9952058002712 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{5} \\ - 7.14595960324194 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{6} \\ + 0.588480822096255 \times (IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}]) \times (IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}]) \end{array}$
IDTu, IDTd, ρ1 und ρ2 sind bevorzugte Dicken und Dichten innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 3 % ist. In diesem Fall kann die Schallwellenvorrichtung 1 in geeigneter Weise in einer Filtervorrichtung verwendet werden. IDTu, IDTd, ρ1 und ρ2 sind noch bevorzugter Dicken und Dichten innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 3,5 % ist, darüber hinaus vorzugsweise Dicken und Dichten innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 4 % ist. Somit kann, wenn die Schallwellenvorrichtung 1 in einer Filtervorrichtung verwendet wird, eine Einfügungsdämpfung reduziert werden. IDTu, IDTd, ρ1 und ρ2 sind weiterhin vorzugsweise Dicken und Dichten innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 4,5 % ist. Folglich kann eine Einfügungsdämpfung weiter reduziert werden und es ist einfach, den Kommunikationsstandards der Folgegeneration zu genügen.
Als die Werte von ρ1 und ρ2 in Gleichung 1 können beispielsweise die folgenden Dichten von Metallen [g/cm³] verwendet werden. Al: 2,699, Cu: 8,96, Ag: 10,05, Au: 19,32, Pt: 21,4, W: 19,3, Ti: 4,54, Ni: 8,9, Cr: 7,19, Mo: 10,28. In diesem Fall weisen IDTu und IDTd in der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B, die aus Metallen hergestellt sind, die den als ρ1 und ρ2 verwendeten Dichten entsprechen, vorzugweise Dicken in einem Bereich auf, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 3 % ist. In dem obigen Fall liegt der Bereich der Dicken von IDTu und IDTd noch bevorzugter innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 3,5 % ist, darüber hinaus vorzugweise innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW gleich oder größer als 4 % ist und noch bevorzugter innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 1, gleich oder größer als 4,5 % ist.
Andererseits, wenn die erste IDT-Elektrode 7A der mehrschichtige Körper aus einer Mehrzahl von Elektrodenschichten aus Metallen ist, ausgewählt aus der oben beschriebenen Gruppe von Metallen, kann die aus Σ (ρ_n × t_n)/Σ t_n berechnete Dichte als ρ1 in Gleichung 1 eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu, wenn die Elektrodenschichten der ersten IDT-Elektrode 7A legierte Schichten aus zwei oder mehr Metallen sind, ausgewählt aus der oben beschriebenen Gruppe von Metallen, kann die aus Σ (ρ_n × ρ_n) erhaltene Dichte als ρ1 in Gleichung 1 eingesetzt werden. Wenn die erste IDT-Elektrode 7A ein mehrschichtiger Körper aus legierten Schichten ist, können Σ (ρ_n × t_n)/Σ tn und Σ (ρ_n × ρ_n) zusammen verwendet werden. Das gleiche gilt für den Fall, in dem die zweite IDT-Elektrode 7B ein mehrschichtiger Körper aus einer Mehrzahl von Elektrodenschichten ist, oder für den Fall, in dem die Elektrodenschicht der zweiten IDT-Elektrode eine legierte Schicht ist.
Demgegenüber wurde eine Beziehung zwischen den Tastverhältnissen der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B und der normierten Bandbreite der SH-Mode erlangt. Das Tastverhältnis der ersten IDT-Elektrode 7A ist als duty_u definiert und das Tastverhältnis der zweiten IDT-Elektrode 7B ist als duty_d definiert. Gleichung 2, die ein Vergleichsausdruck zwischen duty_u und duty_d und SH_BW ist, wurde durch Simulation abgeleitet. $\begin{array}{l} SH_BW [%] = \\ 4.82349577998388 \\ - 3.61425920727189 \times duty_u \\ - 1.5961181817463504 \times duty_d \\ + 13.3830411409058 \times duty_u^{2} - 12.04019563788195 \times duty_u^{3} \\ + 6.29516073499509 \times duty_d^{2} - 8.10795949927642 \times duty_d^{3} \end{array}$
Die Tastverhältnisse von duty_u und duty_d sind vorzugsweise innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 2, gleich oder größer als 4 % ist, und noch bevorzugter innerhalb eines Bereichs, in dem SH_BW, abgeleitet von Gleichung 2, gleich oder größer als 4,5 % ist. Somit kann, wenn die Schallwellenvorrichtung 1 in einer Filtervorrichtung verwendet wird, eine Einfügungsdämpfung reduziert werden.
Andererseits ist Gleichung 3, die ein Vergleichsausdruck zwischen duty_u und duty_d und der Phase einer unnötigen Welle ist, durch Simulation abgeleitet. Es gilt zu beachten, dass aufgrund der unnötigen Welle Welligkeiten auf einer Frequenzseite auftreten können, die höher als eine Antiresonanzfrequenz ist. $\begin{array}{l} Phase der unn \ddot{o} tigen Welle [deg .] = \\ 69.4 + 162.7 \times duty_d - 136.7 \times duty_u - 179.6 \times duty_d^{2} - 108.2 \times duty_u^{2} + 164.2 \times duty_d \times duty_u \end{array}$
Es ist bevorzugt, dass duty_u und duty_d Tastverhältnisse in einem Bereich sind, in dem die Phase der unnötigen Welle, abgeleitet von Gleichung 3, gleich oder kleiner als -30 Grad ist. Folglich können die Welligkeiten, die auf einer Frequenzseite, die höher als die Antiresonanzfrequenz ist, unterdrückt werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel überlappen sich der Mittelpunkt der Mehrzahl von Elektrodenfingern in der Schnittregion A der ersten IDT-Elektrode 7A und der Mittelpunkt der Mehrzahl von Elektrodenfingern in der Schnittregion der zweiten IDT-Elektrode 7B in Draufsicht gegenseitig. Allerdings überlappen sich die Mittelpunkte der Mehrzahl von Elektrodenfingern der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B nicht zwangsläufig.
Eine Distanz zwischen den Mittelpunkten der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B in der Schallwellenausbreitungsrichtung in Draufsicht betrachtet ist als dx [λ] definiert. Eine Beziehung zwischen dx und der Resonanzfrequenz, der Antiresonanzfrequenz und der normierten Bandbreite wurde durch Simulation erlangt. Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung 1 lauten wie folgt. Es gilt zu beachten, dass die in Draufsicht einander überlappenden Elektrodenfinger in der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B das gleiche Potential aufweisen. Dies bedeutet, wenn dx = 0, dann weisen die erste IDT-Elektrode 7A und die zweite IDT-Elektrode 7B, die einander zugewandt sind, das gleiche Potential auf. Wenn dx = 0,5, dann sind die Potentiale der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B in entgegengesetzten Phasen.

Trägersubstrat 3; Material: Si, Ebenenausrichtung: (100)-Ebene
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
Ausrichtungsbeziehung zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6; die Si [100]-Richtung und die X_Li-Achsenrichtung sind parallel zueinander.
erste IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
zweite IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge A; 1µm
dx; variiert in Abstufungen von 0,01 λ innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0 λ und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist.

24 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Distanz dx und der Resonanzfrequenz darstellt. 25 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und der Antiresonanzfrequenz darstellt. 26, ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und der normierten Bandbreite darstellt.
Wie in 24 dargestellt, ist die Resonanzfrequenz am höchsten, wenn die Distanz dx 0,25 A beträgt. Es gilt zu beachten, dass, wenn die Distanz dx gleich oder größer als 0 λ ist und gleich oder kleiner als 0,25 λ ist, die Resonanzfrequenz mit Längerwerden der Distanz dx höher wird, und wenn die Distanz dx gleich oder größer als 0,25 λ ist und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist, die Resonanzfrequenz mit Längerwerden der Distanz dx niedriger wird. Die Resonanzfrequenz kann daher durch Einstellen der Distanz dx eingestellt werden. Konkreter ausgedrückt ist es in einem Fall, in dem die Resonanzfrequenz um gleich oder größer als 0,1 % erhöht wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem dx 0 λ beträgt, ausreichend, dass 0,07 λ ≤ dx ≤ 0,43 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Resonanzfrequenz um gleich oder größer als 0,2 % erhöht wird, ist es ausreichend, dass 0,1 λ ≤ dx ≤ 0,4 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Resonanzfrequenz um gleich oder größer als 0,3 % erhöht wird, ist es ausreichend, dass 0,13 λ ≤ dx ≤ 0,37 A erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Resonanzfrequenz um gleich oder größer als 0,4 % erhöht wird, ist es ausreichend, dass 0,16 λ ≤ dx ≤ 0,34 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die Resonanzfrequenz um gleich oder größer als 0,5 % erhöht wird, ist es ausreichend, dass 0,2 λ ≤ dx ≤ 0,3 λ erfüllt ist.
Andererseits wird darauf hingewiesen, dass, wie in 25 dargestellt ist, die Antiresonanzfrequenz niedriger ist je länger die Distanz dx ist. Wie in 26 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass je länger die Distanz dx ist, desto kleiner ist der Wert der normierten Bandbreite. Damit kann die normierte Bandbreite durch Einstellen der Distanz dx eingestellt werden. Konkreter ausgedrückt ist es in einem Fall, in dem die normierte Bandbreite gleich oder größer als 4 % und gleich oder kleiner als 5 % sein soll, ausreichend, dass 0 λ ≤ dx ≤ 0,09 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die normierte Bandbreite gleich oder größer als 3 % und gleich oder kleiner als 4 % sein soll, ist es ausreichend, dass 0,09 λ ≤ dx ≤ 0,15 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die normierte Bandbreite gleich oder größer als 2 % und gleich oder kleiner als 3 % sein soll, ist es ausreichend, dass 0,15 λ ≤ dx ≤ 0,2 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die normierte Bandbreite gleich oder größer als 1 % und gleich oder kleiner als 2 % sein soll, ist es ausreichend, dass 0,2 λ ≤ dx ≤ 0,27 λ erfüllt ist. In einem Fall, in dem die normierte Bandbreite gleich oder größer als 0 % und gleich oder kleiner als 1 % sein soll, ist es ausreichend, dass 0,27 λ ≤ dx ≤ 0,5 λ erfüllt ist. Wenn die Schallwellenvorrichtung 1 in einer Filtervorrichtung verwendet wird, ist die normierte Bandbreite, die für jedes Band der Filtervorrichtung benötigt ist, unterschiedlich. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die normierte Bandbreite auf einfache Weise für jedes Band der zu verwendenden Filtervorrichtung eingestellt werden.
Wenn eine Distanz dx nicht 0 λ beträgt, treten Welligkeiten aufgrund von unnötigen Wellen mit einer höheren Frequenz als die Antiresonanzfrequenz auf. Die Beziehung zwischen der Distanz dx und Stärke der Welligkeiten wurde durch Simulation erlangt.
27 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika darstellt, wenn die Distanz dx 0 λ beträgt und wenn die Distanz 0,05 λ beträgt. 28 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Distanz dx und der Phase der unnötigen Welle, die zu Welligkeiten wird, darstellt.
Wie in 27 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass Welligkeiten auf der Frequenzseite, die höher als die Antiresonanzfrequenz ist, auftreten. Wenn die Distanz dx gleich oder größer als 0 λ ist und gleich oder kleiner als 0,25 λ ist, werden die Welligkeiten, wie in 28 dargestellt, größer, je länger die Distanz dx wird, und wenn die Distanz dx gleich oder mit Längerwerden der Distanz dx größer und wenn die Distanz dx gleich oder größer als 0,25 λ ist und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist, werden die Welligkeiten kleiner, je länger die Distanz dx wird. Es ist bevorzugt, dass für die Distanz dx Folgendes gilt: 0 λ ≤ dx ≤ 0,04 λ oder 0,44 λ ≤ dx ≤ 0,5 λ. Somit können die Welligkeiten auf gleich oder weniger als 60 Grad unterdrückt werden. Es ist bevorzugt, dass für die Distanz dx Folgendes gilt: 0 λ ≤ dx ≤ 0,02 λ oder 0,48 λ ≤ dx ≤ 0,5 A. Folglich können die Welligkeiten so unterdrückt werden, dass sie gleich oder kleiner als -50 Grad sind.
Hier ist eine Richtung, in der sich die Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 und die Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19 erstreckt, eine Elektrodenfingererstreckungsrichtung. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Elektrodenfingererstreckungsrichtung orthogonal zu der Schallwellenausbreitungsrichtung. Die Distanz in der Elektrodenfingererstreckungsrichtung zwischen den Mittelpunkten der Schnittregionen der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B wird durch dy [λ] dargestellt. In dem Bereich 0 λ ≤ dy ≤ 0,5 λ wurde eine Beziehung zwischen der Distanz dy, der Resonanzfrequenz, der Antiresonanzfrequenz und der normierten Bandbreite durch Simulation erlangt. Folglich wurde bestätigt, dass der Einfluss der Distanz dy auf die Resonanzfrequenz, die Antiresonanzfrequenz und die normierte Bandbreite geringfügig war. Die Distanz dy kann daher beispielsweise innerhalb eines Bereichs 0 λ ≤ dy ≤ 0,5 λ liegen. Alternativ können sowohl die Distanz dx und die Distanz dy ungleich 0 λ sein.
29 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der die Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in der Schallwellenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass eine Isolationsschicht 39A zwischen einer ersten IDT-Elektrode 7A und einer piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen ist. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich auch dadurch von dem ersten Ausführungsbeispiel, dass eine Isolationsschicht 39B zwischen der zweiten IDT-Elektrode 7B und der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen ist. Mit Ausnahme der oben genannten Punkte weist die Schallwellenvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche Konfiguration auf wie die der Schallwellenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Genau ausgedrückt sind die Isolationsschicht 39A und die Isolationsschicht 39B Siliziumnitridschichten. Allerdings ist das Material der Isolationsschicht 39A und der Isolationsschicht 39B nicht auf das oben genannte beschränkt, sondern es kann beispielsweise Siliziumoxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Siliziumoxinitrid oder Ähnliches verwendet werden. Die normierte Bandbreite kann in einfacher Weise durch Einstellen der Dicke der Isolationsschicht 39A und der Isolationsschicht 39B eingestellt werden.
So wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ist die piezoelektrische Schicht 6 auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Abschnitt, in dem die Schallwelle angeregt ist von einem Trägersubstrat 3 getragen. Daher können Fluktuationen der elektrischen Charakteristika aufgrund einer Formveränderung der piezoelektrischen Schicht 6 unterdrückt werden. Darüber hinaus können die Moden höherer Ordnung unterdrückt werden, da die Moden höherer Ordnung zu der Seite des Trägersubstrats 3 entweichen können.
Es ist ausreichend, dass eine Isolationsschicht zwischen zumindest einer der ersten IDT-Elektrode 7A und der zweiten IDT-Elektrode 7B und der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen sein kann. Im Folgenden wird beschrieben werden, dass die Moden höherer Ordnung unterdrückt werden können, selbst wenn eine Anordnung der Isolationsschichten verändert wird. Die oben beschriebenen Auswirkungen werden durch Vergleich des zweiten Ausführungsbeispiels, des ersten modifizierten Beispiels desselben und dem zweiten modifizierten Beispiel desselben mit dem zweiten Vergleichsbeispiel beschrieben. In dem ersten modifizierten Beispiel ist die Isolationsschicht 39A zwischen der ersten IDT-Elektrode 7A und der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen. Allerdings ist die Isolationsschicht 39B nicht vorgesehen. In dem zweiten modifizierten Beispiel ist die Isolationsschicht 39B zwischen der zweiten IDT-Elektrode 7B und der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen. Allerdings ist die Isolationsschicht 39A nicht vorgesehen. In dem zweiten Vergleichsbeispiel ist die Isolationsschicht nicht vorgesehen. Außerdem ist in dem zweiten Vergleichsbeispiel der Abschnitt der piezoelektrischen Schicht, der in Draufsicht eine Schnittregion überlappt, nicht auf das Trägersubstrat laminiert.
30 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem zweiten Ausführungsbeispiel, dem ersten modifizierten Beispiel desselben, dem zweiten modifizierten Beispiel desselben und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
Wie in 30 dargestellt, ist in dem zweiten Vergleichsbeispiel eine Mehrzahl von Moden höherer Ordnung erzeugt. Andererseits wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel, dem ersten modifizierten Beispiel desselben und dem zweiten modifizierten Beispiel desselben darauf hingewiesen, dass die Moden höherer Ordnung unterdrückt sind. 30 stellt die Ergebnisse dar, wenn die Isolationsschicht 39A 0,01 λ dick ist und die Isolationsschicht 39B 0,01 λ dick ist. Allerdings ist bekannt, dass die Moden höherer Ordnung ähnlich unterdrückt sein können, wenn die Dicken der Isolationsschicht 39A und der Isolationsschicht 39B verändert werden.
31 ist eine schematische Draufsicht, die eine Konfiguration einer ersten IDT-Elektrode gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass eine Schallwellenvorrichtung 41 eine Kolbenmode einsetzt. Abgesehen von dem oben genannten Punkt weist die Schallwellenvorrichtung 41 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche Konfiguration auf wie die der Schallwellenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Genau ausgedrückt umfasst eine Schnittregion A einer ersten IDT-Elektrode 47A eine Zentralregion C und ein Paar von Randregionen. Das Paar von Randregionen ist eine erste Randregion E1 und eine zweite Randregion E2. Die Zentralregion C ist eine Region, die sich an einer zentralen Seite in einer Elektrodenfingererstreckungsrichtung befindet. Die erste Randregion E1 und die zweiten Randregion E2 sind einander zugewandt, wobei sich die Zentralregion C in der Elektrodenfingererstreckungsrichtung dazwischen befindet. Darüber hinaus umfasst die erste IDT-Elektrode 47A ein Paar von Lückenregionen. Das Paar von Lückenregionen ist eine erste Lückenregion G1 und eine zweite Lückenregion G2. Die erste Lückenregion G1 befindet sich zwischen einer ersten Sammelschiene 16 und der Schnittregion A. Die zweite Lückenregion G2 befindet sich zwischen einer zweiten Sammelschiene 17 und der Schnittregion A.
Eine Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 48 umfassen jeweils einen breiten Abschnitt 48a, der sich in der ersten Randregion E1 befindet, und einen breiten Abschnitt 48b, der sich in der zweiten Randregion E2 befindet. In jedem der Elektrodenfinger ist die Breite des breiten Abschnitts breiter als die Breite der anderen Abschnitte. In ähnlicher Weise umfasst eine Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 49 jeweils einen breiten Abschnitt 49a, der sich in der ersten Randregion E1 befindet, und einen breiten Abschnitt 49b, der sich in der zweiten Randregion E2 befindet. Es gilt zu beachten, dass die Breite des Elektrodenfingers eine Abmessung des Elektrodenfingers entlang der Schallwellenausbreitungsrichtung.
In der ersten IDT-Elektrode 47A ist, da der oben beschriebene breite Abschnitt 48a und der breite Abschnitt 49a vorgesehen sind, eine Schallgeschwindigkeit in der ersten Randregion E1 niedriger als eine Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion C. Darüber hinaus ist, da der breite Abschnitt 48b und der breite Abschnitt 49b vorgesehen sind, eine Schallgeschwindigkeit in der zweiten Randregion E2 niedriger als die Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion. Dies bedeutet, dass ein Paar von Regionen niedriger Schallgeschwindigkeit in dem Paar von Randregionen gebildet ist. Die Region niedriger Schallgeschwindigkeit ist eine Region, in der die Schallgeschwindigkeit niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion C.
Im Gegensatz dazu ist in der ersten Lückenregion G1 nur die Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 48, aus der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 48 und der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 49, vorgesehen. In der zweiten Lückenregion G2 ist nur die Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 49, aus der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 48 und der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 49, vorgesehen. Daher sind die Schallgeschwindigkeiten in der ersten Lückenregion G1 und der zweiten Lückenregion G2 höher als die Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion C. Dies bedeutet, dass ein Paar von Regionen hoher Schallgeschwindigkeit in dem Paar von Lückenregionen gebildet ist. Die Region hoher Schallgeschwindigkeit ist eine Region, in der eine Schallgeschwindigkeit höher ist als die Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion C.
Wenn die Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion C durch Vc dargestellt ist, ist die Schallgeschwindigkeit in der ersten Randregion E1 und der zweiten Randregion E2 hier durch Ve dargestellt und ist die Schallgeschwindigkeit in der ersten Lückenregion G1 und der zweiten Lückenregion G2 durch Vg dargestellt, wobei die Beziehung zwischen den Schallgeschwindigkeiten Vg > Vc > Ve lautet. Es gilt zu beachten, dass sich die Schallgeschwindigkeit in dem Abschnitt in 31, der die Beziehung zwischen den Schallgeschwindigkeiten anzeigt, erhöht, wie durch den Pfeil V angezeigt, wenn sich die Linie, die die Höhe von jeder Schallgeschwindigkeit anzeigt, weiter auf der linken Seite befindet. Von der Mitte der Elektrodenfingererstreckungsrichtung sind die Zentralregion C, das Paar von Regionen niedriger Schallgeschwindigkeit und das Paar von Regionen hoher Schallgeschwindigkeit in dieser Reihenfolge angeordnet. Die Kolbenmode ist dementsprechend eingerichtet. Folglich kann eine Transversalmode unterdrückt werden.
Es gilt zu beachten, dass zumindest ein Elektrodenfinger der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 48 und der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 49 einen breiten Abschnitt in zumindest einer der ersten Randregion E1 und der zweiten Randregion E2 aufweisen können. Es ist allerdings bevorzugt, dass alle ersten Elektrodenfinger 48 den breiten Abschnitt 48a und den breiten Abschnitt 48b in beiden Randregionen aufweisen und alle zweiten Elektrodenfinger 49 den breiten Abschnitt 49a und den breiten Abschnitt 49b in beiden Randregionen aufweisen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite IDT-Elektrode außerdem auf die gleiche Weise wie die erste IDT-Elektrode 47A konfiguriert. Das bedeutet, dass die Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern und die Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern in der zweiten IDT-Elektrode breite Abschnitte aufweisen, die in beiden Randregionen angeordnet sind. Es ist allerdings ausreichend, dass die Region niedriger Schallgeschwindigkeit in zumindest einer der ersten Randregion und der zweiten Randregion in zumindest einer der ersten IDT-Elektrode 47A und der zweiten IDT-Elektrode gebildet ist. Wenn die breiten Abschnitte sowohl in der ersten IDT-Elektrode 47A als auch der zweiten IDT-Elektrode vorgesehen sind, kann die Schallgeschwindigkeit weiter reduziert werden und damit wird der Effekt des Unterdrückens der Transversalmode verbessert.
32 ist ein Diagramm, dass die Impedanzfrequenzcharakteristika des ersten Ausführungsbeispiels und des dritten Ausführungsbeispiels darstellt.
Wie durch den Pfeil B in 32 dargestellt, tritt die Transversalmode in dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Da in dem dritten Ausführungsbeispiel die Kolbenmode verwendet wird, wird darauf hingewiesen, dass die Transversalmode unterdrückt werden kann. Somit kann, wenn die Transversalmode unterdrückt werden muss, das dritte Ausführungsbeispiel angewendet werden. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass die Impedanz an der Antiresonanzfrequenz in dem dritten Ausführungsbeispiel erhöht werden kann. Dies ist ein spezifischer Effekt aufgrund der Tatsache, dass die erste IDT-Elektrode 47A und die zweiten IDT-Elektrode, mit der piezoelektrischen Schicht 6 dazwischen, einander zugewandt sind, wobei die zweite IDT-Elektrode in dem Trägerbauglied eingebettet ist und die Kolbenmode verwendet wird.
Durch Vorsehen einer Massenadditionsfolie kann die Transversalmode auch unterdrückt werden. In dem ersten modifizierten Beispiel des dritten Ausführungsbeispiels, das in 33 dargestellt ist, ist eine Massenadditionsfolie 43 in jeder des Paars von Randregionen vorgesehen. Die Massenadditionsfolien 43 weisen eine riemenartige Form auf. Die Massenadditionsfolien 43 sind über der Mehrzahl von Elektrodenfingern vorgesehen. Die Massenadditionsfolien 43 sind außerdem in einem Abschnitt zwischen den Elektrodenfingern auf der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen. Es gilt zu beachten, dass die Massenadditionsfolien 43 zwischen der Mehrzahl von Elektrodenfingern und der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen sein können. Die Massenadditionsfolien 43 können die Mehrzahl von Elektrodenfingern in Draufsicht überlappen. Alternativ kann eine Mehrzahl von Massenadditionsfolien vorgesehen sein und die Massenadditionsfolien können die jeweiligen Elektrodenfinger in Draufsicht überlappen. Somit kann ein Paar aus Regionen niedriger Schallgeschwindigkeit in dem Paar von Randregionen gebildet sein. Die Massenadditionsfolie 43 kann auf zumindest einer einer Seite der ersten Hauptoberfläche 6a und einer Seite der zweiten Hauptoberfläche 6b der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen sein.
Alternativ kann beispielsweise die Dicke der Mehrzahl von Elektrodenfingern in dem Paar von Randregionen dicker sein als die Dicke in der Zentralregion. In diesem Fall kann auch das Paar von Regionen niedriger Schallgeschwindigkeit in dem Paar von Randregionen gebildet sein. Alternativ kann beispielsweise die erste IDT-Elektrode oder die zweite IDT-Elektrode eine Konfiguration aufweisen, in der ein Hohlraum in der Sammelschiene vorgesehen ist und die Kolbenmode verwendet wird, wie dies in der internationalen Veröffentlichung Nr. 2016/084526 beschrieben ist. In jedem der oben beschriebenen Fälle, wie im dritten Ausführungsbeispiel, ist es möglich, Fluktuationen der elektrischen Charakteristika aufgrund einer Formveränderung der piezoelektrischen Schicht zu unterdrücken und die Moden höherer Ordnung und die Transversalmode zu unterdrücken.
Die Transversalmode kann auch durch eine IDT-Elektrode mit einer Konfiguration, die die Kolbenmode nicht verwendet, unterdrückt werden. Ein zweites modifiziertes Beispiel und ein drittes modifiziertes Beispiel des dritten Ausführungsbeispiels, die sich nur durch die Konfiguration der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode von dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheiden, werden im Folgenden beschrieben. In jedem des zweiten modifizierten Beispiels und des dritten modifizierten Beispiels weist die erste IDT-Elektrode die gleiche Konfiguration wie die der zweiten IDT-Elektrode auf. Außerdem ist es in dem zweiten modifizierten Beispiel und dem dritten modifizierten Beispiel ebenso wie in dem dritten Ausführungsbeispiel möglich, Fluktuationen der elektrischen Charakteristika aufgrund einer Formveränderung der piezoelektrischen Schicht zu unterdrücken und Moden höherer Ordnung und die Transversalmode zu unterdrücken.
In dem zweiten modifizierten Beispiel, das in 34 dargestellt ist, ist eine erste IDT-Elektrode 47C eine geneigte IDT-Elektrode. Genauer ausgedrückt, wenn eine virtuelle Linie, die durch Verbinden der Spitzen einer Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 gebildet ist, als eine erste Hüllkurve D1 definiert ist, ist die erste Hüllkurve D1 bezüglich der Schallwellenausbreitungsrichtung geneigt. In ähnlicher Weise, wenn eine virtuelle Linie, die durch Verbinden der Spitzen einer Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19 gebildet ist, als eine zweite Hüllkurve D2 definiert ist, ist die zweite Hüllkurve D2 bezüglich der Schallwellenausbreitungsrichtung geneigt. Die Hüllkurven müssen nicht parallel zueinander sein, sind aber vorzugsweise parallel zueinander, da die Transversalmodenunterdrückungsfähigkeit höher ist.
Die erste IDT-Elektrode 47C umfasst eine Mehrzahl von ersten Blindelektrodenfingern 45 und eine Mehrzahl von zweiten Blindelektrodenfingern 46. Ein Ende von jedem der Mehrzahl von ersten Blindelektrodenfingern 45 ist mit der ersten Sammelschiene 16 verbunden. Das andere Ende von jedem der Mehrzahl von ersten Blindelektrodenfingern 45 ist jedem der Mehrzahl von zweiten Elektrodenfingern 19 mit einer Lücke dazwischen zugewandt. Ein Ende von jedem der Mehrzahl von zweiten Blindelektrodenfingern 46 ist mit der zweiten Sammelschiene 17 verbunden. Das andere Ende von jedem der Mehrzahl von zweiten Blindelektrodenfingern 46 ist jedem der Mehrzahl von ersten Elektrodenfingern 18 mit einer Lücke dazwischen zugewandt. Allerdings muss die Mehrzahl von ersten Blindelektrodenfingern 45 und die Mehrzahl von zweiten Blindelektrodenfingern 46 nicht vorgesehen sein.
In dem dritten modifizierten Beispiel, das in 35 dargestellt ist, ist eine erste IDT-Elektrode 47E eine apodisierte IDT-Elektrode. Genauer ausgedrückt, wenn eine Abmessung der Schnittregion A entlang der Elektrodenfingererstreckungsrichtung als eine Schnittbreite bezeichnet wird, variiert die Schnittbreite der ersten IDT-Elektrode 47E in der Elektrodenfingererstreckungsrichtung. Die Schnittbreite nimmt von dem Mittelpunkt der ersten IDT-Elektrode 47E hin zu einem Außenseitenabschnitt in der Elektrodenfingererstreckungsrichtung ab. Die Schnittregion A weist in Draufsicht eine im Wesentlichen rautenförmige Form auf. Allerdings ist die Form der Schnittregion A in Draufsicht nicht auf die oben genannte Form beschränkt.
Auch in dem vorliegenden modifizierten Beispiel ist eine Mehrzahl von Blindelektrodenfingern vorgesehen. Die Längen der Mehrzahl von Blindelektrodenfingern unterscheiden sich voneinander und Längen der Mehrzahl von Elektrodenfingern unterscheiden sich voneinander. Somit verändert sich die Schnittbreite wie zuvor beschrieben. Die Längen der Blindelektrodenfinger und die Längen der Elektrodenfinger weisen Abmessungen auf, die sich entlang der Elektrodenfingererstreckungsrichtung der Blindelektrodenfinger und der Elektrodenfinger erstrecken. Es gilt zu beachten, dass in 35 der Reflektor weggelassen wurde.
36 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der die Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von je einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in einer Schallwellenvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Trägerbauglied 59 eine dielektrische Schicht 55 umfasst. Die dielektrische Schicht 55 ist zwischen einem Trägersubstrat 3 und einer piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen. Die dielektrische Schicht 55 ist direkt auf die piezoelektrische Schicht 6 laminiert. Somit ist eine zweite IDT-Elektrode 7B in der dielektrischen Schicht 55 eingebettet. Abgesehen von den zuvor genannten Punkten weist die Schallwellenvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche Konfiguration auf wie die der Schallwellenvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Die dielektrische Schicht 55 ist eine Siliziumoxidschicht. Allerdings ist das Material der dielektrischen Schicht 55 nicht auf das oben genannte beschränkt, sondern es kann beispielsweise Siliziumoxinitrid, Lithiumoxid, Tantalpentoxid oder Ähnliches verwendet werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die piezoelektrische Schicht 6 so wie auch in dem ersten Ausführungsbeispiel von dem Trägerbauglied 59 auch in einem Abschnitt getragen, in dem eine Schallwelle angeregt ist. Daher können Fluktuationen der elektrischen Charakteristika aufgrund einer Formveränderung der piezoelektrischen Schicht 6 unterdrückt werden. Darüber hinaus können die Moden höherer Ordnung unterdrückt werden, da die Moden höherer Ordnung zu einer Seite des Trägerbauglieds 59 entweichen können.
In dem vierten Ausführungsbeispiel wurden die Phasencharakteristika durch Ausführen von Simulation erlangt. Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung lauteten wie folgt. Es gilt zu beachten, dass eine Dicke der dielektrischen Schicht 55 eine Distanz zwischen an die dielektrische Schicht 55 angrenzenden Schichten ist. Genauer ausgedrückt ist die Dicke der dielektrischen Schicht 55 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Distanz zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6. 37 stellt die Phasencharakteristika zusammen mit den Phasencharakteristika des zweiten Vergleichsbeispiels dar. In dem zweiten Vergleichsbeispiel ist ein Abschnitt der piezoelektrischen Schicht, der die Schnittregion in Draufsicht überlappt, nicht mit dem Trägerbauglied laminiert.

Trägersubstrat 3; Material: Si, Ebenenausrichtung: (100)-Ebene
dielektrische Schicht 55; Material: SiO₂, Dicke: 0,27 λ
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
Ausrichtungsbeziehung zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6; die Si [100]-Richtung und die X_Li-Achsenrichtung sind parallel zueinander.
erste IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
zweite IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge A; 1µm

37 ist ein Diagramm, das die Phasencharakteristika in dem vierten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
Wie in 37 dargestellt, ist in dem zweiten Vergleichsbeispiel eine Mehrzahl von Moden höherer Ordnung erzeugt. Im Gegensatz dazu wird darauf hingewiesen, dass die Moden höherer Ordnung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterdrückt werden. Es gilt zu beachten, dass es bekannt ist, dass die Moden höherer Ordnung auch unterdrückt werden, wenn das Material und die Dicke der dielektrischen Schicht 55 verändert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hauptmode eine Oberflächenwelle der SH-Mode. Ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode ist abhängig von θ in den Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) und der Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 und der Dicke der dielektrischen Schicht 55. Dieses Beispiel ist anhand von 38 und 39 beschrieben.
Es gilt zu beachten, dass θ in Abstufungen von 10 Grad innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0 Grad und gleich oder kleiner als 180 Grad ist, variiert wurde. Die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 wurde in Abstufungen von 0,05 λ innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0,05 λ und gleich oder kleiner als 0,1 λ ist, und in Abstufungen von 0,1 λ innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0,1 A und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist, variiert. Die Dicke der dielektrischen Schicht 55 wurde in Abstufungen von 0,1 λ innerhalb eines Bereichs, der gleich oder größer als 0 λ und gleich oder kleiner als 1 λ ist, variiert. Allerdings ist die Konfiguration, wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 55 0 λ beträgt, die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels, da die dielektrische Schicht 55 nicht vorgesehen ist. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode wurde durch Simulation bei jedem der oben beschriebenen Winkel und der Dicken erlangt.
38 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinkeln und der Dicke der piezoelektrischen Schicht und dem elektromechanischen Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode in dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt. 39 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem elektromechanischen Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode und θ in den Eulerwinkeln der piezoelektrischen Schicht und den Dicke der dielektrischen Schicht in dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt. Die in 38 dargestellten Ergebnisse sind die Ergebnisse, wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 55 0,2 λ beträgt. Die in 39 dargestellten Ergebnisse sind die Ergebnisse, wenn die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 auf 0,2 λ eingestellt ist. Es gilt zu beachten, dass in 38 die Dicke der dielektrischen Schicht 55 durch SiO2 [λ] dargestellt ist. In den 38 und 39 ist die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 durch LT [λ] dargestellt.
Wie in den 38 und 39 dargestellt, wird darauf hingewiesen, dass der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² der SH-Mode von θ in den Eulerwinkeln und der Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 und der Dicke der dielektrischen Schicht 55 abhängig ist. Die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 ist vorzugsweise gleich oder größer als 0,05 λ und gleich oder kleiner als 0,5 A. Somit kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode auf geeignete Weise angepasst werden. Die Dicke der dielektrischen Schicht 55 ist vorzugsweise größer als 0 λ und gleich oder kleiner als 0,5 A. Folglich kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode erhöht und auf geeignete Weise angepasst werden.
Die Dicke der piezoelektrischen Schicht 6 ist durch LT [λ] dargestellt, die Dicke der dielektrischen Schicht 55 ist durch SiO2 [λ] dargestellt, θ in den Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der piezoelektrischen Schicht 6 ist durch LT-θ [Grad] dargestellt, und der elektromechanische Kopplungskoeffizient in der SH-Mode ist durch SH_ksaw² [%] dargestellt. Gleichung 4, die ein Vergleichsausdruck zwischen LT, SiO2, LT-θ und SH_ksaw² ist, wurde durch Simulation abgeleitet. $\begin{array}{l} SH - {ksaw}^{2} [%] = \\ - 2.42187620828543 \\ + 62.484281524666 \times (LT [λ]) \\ - 0.107924507780421 (LT - θ [deg .]) \\ + 8.90369850943586 \times (SiO 2 [λ]) \\ - 268.852679355883 \times {(LT [λ])}^{2} + 499.449089766496 \times {(LT [λ])}^{3} - 350.106860593976 \times {(LT [λ])}^{4} \\ - 0.00180396948527691 \times {(LT - θ [deg .])}^{2} + 0.000124241019900316 \times {(LT - θ [deg .])}^{3} \\ - 0.0000013970722975499 \times {(LT - θ [deg .])}^{4} + 0.0000000058624484454 \times {(LT - θ [deg .])}^{5} \\ - 8.4861389677363 e - 12 \times {(LT - θ [deg .])}^{6} \\ - 38.0582687313641 \times {(SiO 2 [λ])}^{2} + 71.3862412045158 \times {(SiO 2 [λ])}^{3} \\ - 62.6002863635122 \times {(SiO 2 [λ])}^{4} + 20.7954101598776 \times {(SiO 2 [λ])}^{5} \\ + 0.0175104581123753 \times (LT [λ]) \times (LT - θ [deg .]) \end{array}$
LT, SiO2 und LT-θ sind vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 4, gleich oder größer als 6 % ist. Somit kann die Schallwellenvorrichtung auf geeignete Weise in einer Filtervorrichtung eingesetzt werden. LT, SiO2 und LT-θ sind bevorzugter Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 4, gleich oder größer als 8 % ist und darüber hinaus vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 4, gleich oder größer als 10 % ist. Folglich kann eine Einfügungsdämpfung bei Verwendung der Schallwellenvorrichtung in einer Filtervorrichtung reduziert werden.
Wenn die SH-Mode verwendet wird, wird eine Rayleigh-Mode eine unnötige Welle. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient in der Rayleigh-Mode wird durch Rayleigh_ksaw² [%] dargestellt. Gleichung 5, die ein Vergleichsausdruck zwischen LT, SiO2, LT-θ und Rayleigh_ksaw² ist, wurde durch Simulation abgeleitet. Es gilt zu beachten, dass in der vorliegenden Beschreibung „e-a (a ist eine Ganzzahl)“ in einer Gleichung „× 10^-a“ darstellt. $\begin{array}{l} R a y l e i g h_k s a w^{2} [%] = \\ (- 0.986147947509026) \\ - 4.80914444146841 \times (LT [λ]) \\ + 0.0696242386883329 \times (LT - θ [deg .]) \\ + 1.19398580127017 \times (SiO 2 [λ]) \\ + 103.399105364715 \times {(LT [λ])}^{2} - 279.94327949742 \times {(LT [λ])}^{3} + 227.888456729838 \times {(LT [λ])}^{4} \\ - 0.000169042249445724 \times {(LT - θ [deg .])}^{2} - 0.0000269379194709546 \times {(LT - θ [deg .])}^{3} \\ + 0.0000003947144804449 \times {(LT - θ [deg .])}^{4} - 0.0000000021152871909 \times {(LT - θ [deg .])}^{5} \\ + 4.03836185605311 e - 12 \times {(LT - θ [deg .])}^{6} \\ - 1.69037884352508 \times {(S i O 2 [λ])}^{2} + 0.850086542485958 \times {(SiO 2 [λ])}^{3} \\ - 0.0374901951712912 \times (LT [λ]) \times (LT - θ [deg .]) \\ - 0.00155144508993598 \times (LT - θ [deg .]) \times (SiO 2 [λ]) \end{array}$
LT, SiO2 und LT-θ sind vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem Rayleigh_ksaw², abgeleitet von Gleichung 5, gleich oder kleiner als 0,5 % ist. LT, SiO2 und LT-θ sind bevorzugter Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem Rayleigh_ksaw², abgeleitet von Gleichung 5, gleich oder kleiner als 0,2 % ist und darüber hinaus vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem Rayleigh_ksaw², abgeleitet von Gleichung 5, gleich oder kleiner als 0,1 % ist. Folglich können unnötige Wellen effektiv unterdrückt werden.
Wie zuvor beschrieben, kann die piezoelektrische Schicht 6 eine Lithiumniobatschicht sein. Auch in diesem Fall ist der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode abhängig von θ in den Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) und einer Dicke der Lithiumniobatschicht und der Dicke der dielektrischen Schicht 55. Dieses Beispiel wird anhand von 40 beschrieben werden. Es gilt zu beachten, dass θ und die Dicke der Lithiumniobatschicht und die Dicke der dielektrischen Schicht 55 in gleicher Weise wie in den in den 38 und 39 dargestellten Beispielen variiert wurden.
40 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen θ in den Eulerwinken und der Dicke der Lithiumniobatschicht und dem elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode darstellt. Die in 40 dargestellten Ergebnisse sind die Ergebnisse, wenn die Dicke der dielektrischen Schicht 55 0,2 A beträgt. Es gilt zu beachten, dass in 40 LN [A] die Dicke der Lithiumniobatschicht darstellt.
Wie in 40 dargestellt, ist der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode von θ in den Eulerwinkeln und der Dicke der Lithiumniobatschicht und der Dicke der dielektrischen Schicht 55 abhängig. Es gilt zu beachten, dass auch in einem Fall, in dem die piezoelektrische Schicht 6 die Lithiumniobatschicht ist, der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode auf geeignete Weise angepasst werden kann, wenn die Dicke der Lithiumniobatschicht gleich oder größer als 0,05 λ und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist. Wenn die dielektrische Schicht 55 größer als 0 λ und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist, kann der elektromechanische Kopplungskoeffizient ksaw² in der SH-Mode erhöht und auf geeignete Weise angepasst werden.
Die Dicke der Lithiumniobatschicht ist durch LN [λ] dargestellt und θ in den Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der Lithiumniobatschicht ist durch LN-θ [Grad] dargestellt. Gleichung 6, die ein Vergleichsausdruck zwischen LN, SiO2, LN-θ und SH_ksaw² ist, wurde durch Simulation abgeleitet. $\begin{array}{l} S H_k s a w^{2} [%] = \\ (- 5.38971658869439) \\ + 161.846645657576 \times (LN [λ]) \\ - 0.36580242489511 \times (LN - θ [deg .]) \\ + 23.9085116998593 \times (SiO 2 [λ]) \\ - 759.602414637439 \times {(LN [λ])}^{2} + 1439.870037156 \times {(LN [λ])}^{3} - 995.632600964584 \times {(LN [λ])}^{4} \\ + 0.00603298240934577 \times {(LN - θ [deg .])}^{2} - 0.0000222875633447991 \times {(LN - θ [deg .])}^{3} \\ + 0.0000005166408739753 \times {(L N - θ [d e g .])}^{4} - 0.0000000059686440638 \times {(LN - θ [deg .])}^{5} \\ + 1.71640061067492 e - 11 \times {(LN - θ [deg .])}^{6} \\ - 93.052955002345 \times {(SiO 2 [λ])}^{2} + 168.254832299343 \times {(SiO 2 [λ])}^{3} \\ - 143.019681373797 {(SiO 2 [λ])}^{4} + 46.3787373260216 \times {(SiO 2 [λ])}^{5} \\ + 0.0440914074841534 \times (LN [λ]) \times (LN - θ [deg .]) \\ - 2.70467523534839 \times (LN [λ]) \times (SiO 2 [λ]) \end{array}$
LN, SiO2 und LN-θ sind vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 6, gleich oder größer als 5 % ist. Somit kann die Schallwellenvorrichtung auf geeignete Weise in einer Filtervorrichtung eingesetzt werden. LN, SiO2 und LN-θ sind bevorzugter Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 6, gleich oder größer als 10 % ist und darüber hinaus vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 6, gleich oder größer als 15 % ist. Folglich kann eine Einfügungsdämpfung bei Verwendung der Schallwellenvorrichtung in einer Filtervorrichtung reduziert werden. Es ist noch bevorzugter, dass LN, SiO2 und LN-θ Dicken und ein Winkel in einem Bereich sind, in dem SH_ksaw², abgeleitet von Gleichung 6, gleich oder größer als 20 % ist. Somit kann eine Einfügungsdämpfung bei Verwendung der Schallwellenvorrichtung in einer Filtervorrichtung weiter reduziert werden.
Gleichung 7, die ein Vergleichsausdruck zwischen LN, SiO2, LN-θ und Rayleigh_ksaw² ist, wurde durch Simulation abgeleitet. $\begin{array}{l} Rayleigh_{ksaw}^{2} [%] = \\ (- 4.22213724365062) \\ + 4.83829560339829 \times (LN [λ]) \\ + 0.279393806354926 \times (LN - θ [deg .]) \\ + 0.807049789687486 \times (SiO 2 [λ]) \\ + 268.990111547116 \times {(LN [λ])}^{2} - 766.612043693161 \times {(LN [λ])}^{3} + 620.443142571277 \times {(LN [λ])}^{4} \\ - 0.0107426138393096 \times {(LN - θ [deg .])}^{2} + 0.000288176932074345 \times {(LN - θ [deg .])}^{3} \\ - 0.0000036182410887836 \times {(LN - θ [deg .])}^{4} + 0.0000000197351506609 \times {(LN - θ [deg .])}^{5} \\ - 3.843810801305 e - 11 \times {(LN - θ [deg .])}^{6} \\ - 0.125547103958321 \times (LN [λ]) \times (LN - θ [deg .]) \\ - 0.00625388844904114 \times (LN- θ [deg .]) \times (SiO 2 [λ]) \end{array}$
LN, SiO2 und LN-θ sind vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem Rayleigh_ksaw², abgeleitet von Gleichung 7, gleich oder kleiner als 0,5 % ist. LN, SiO2 und LN-θ sind bevorzugter Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem Rayleigh_ksaw², abgeleitet von Gleichung 7, gleich oder kleiner als 0,2 % ist und darüber hinaus vorzugsweise Dicken und ein Winkel in einem Bereich, in dem Rayleigh_ksaw², abgeleitet von Gleichung 7, gleich oder kleiner als 0,1 % ist. Folglich können unnötige Wellen effektiv unterdrückt werden.
41 ist ein schematischer Querschnittsaufriss, der eine Umgebung eines Paars von Elektrodenfingern von jeder einer ersten IDT-Elektrode und einer zweiten IDT-Elektrode in der Schallwellenvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vierten Ausführungsbeispiel dadurch, dass ein Trägerbauglied 69 eine Mehrzahl von dielektrischen Schichten aufweist. Abgesehen von dem obigen Punkt weist die Schallwellenvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche Konfiguration wie die der Schallwellenvorrichtung des vierten Ausführungsbeispiels auf.
Genauer ausgedrückt ist eine Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 als eine erste dielektrische Schicht auf einem Trägersubstrat 3 vorgesehen. Eine dielektrische Schicht 55 ist auf der Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 als eine zweite dielektrische Schicht vorgesehen. Es gilt zu beachten, dass das Trägersubstrat 3, die dielektrische Schicht und die Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 in dieser Reihenfolge laminiert sein können. Die Anzahl von Schichten der dielektrischen Schicht ist nicht besonders darauf beschränkt. Zumindest eine Schicht der dielektrischen Schicht kann zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6 vorgesehen sein.
Die Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 ist eine Schicht mit einer relativ hohen Schallgeschwindigkeit. Eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch die Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 ausbreitet ist höher als eine Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich durch die piezoelektrische Schicht 6 ausbreitet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 eine Siliziumnitridschicht. Allerdings ist das Material der Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 nicht auf das oben genannte beschränkt, sondern es kann beispielsweise ein Medium, das das oben genannte Material als Hauptbestandteil beinhaltet, wie zum Beispiel Silizium, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumoxinitrid, Saphir, Lithiumtantalat, Lithiumniobat, ein Quarzkristall, Tonerde, Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, Steatit, Forsterit, Magnesia, ein diamantenartige Kohlenstoff (DLC)-Film, Diamant oder Ähnliches verwendet werden.
Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es wie in dem vierten Ausführungsbeispiel möglich, Fluktuationen der elektrischen Charakteristika aufgrund einer Formveränderung der piezoelektrischen Schicht 6 zu unterdrücken und die Moden höherer Ordnung zu unterdrücken.
In dem fünften Ausführungsbeispiel wurden die Phasencharakteristika durch Ausführen von Simulation erlangt. Gestaltungsparameter der Schallwellenvorrichtung lauten wie folgt. 42 stellt die Phasencharakteristika zusammen mit den Phasencharakteristika des zweiten Vergleichsbeispiels dar. In dem zweiten Vergleichsbeispiel ist ein Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 6, der in Draufsicht eine Schnittregion überlappt, nicht mit einem Trägersubstrat laminiert.

Trägersubstrat 3; Material: Si, Ebenenausrichtung: (100)-Ebene
Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64; Material: Si₃N₄, Dicke: 0,45 λ
dielektrische Schicht 55; Material: SiO₂, Dicke: 0,27 λ
piezoelektrische Schicht 6; Material: LiTaO₃, Schnittwinkel: 30° Y-Schnitt X-Ausbreitung, Dicke: 0,2 λ
Ausrichtungsbeziehung zwischen dem Trägersubstrat 3 und der piezoelektrischen Schicht 6; die Si [100]-Richtung und die X_Li-Achsenrichtung sind parallel zueinander.
erste IDT-Elektrode 7A; Material: Al, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
zweite IDT-Elektrode 7A; Material: AI, Dicke: 0,07 λ, Tastverhältnis: 0,5
Wellenlänge λ; 1µm

42 ist ein Diagramm, dass die Phasencharakteristika in dem fünften Ausführungsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
Wie in 42 dargestellt, ist eine Mehrzahl von Moden höherer Ordnung in dem zweiten Vergleichsbeispiel erzeugt. Im Gegensatz dazu wird darauf hingewiesen, dass die Moden höherer Ordnung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterdrückt sind. Es gilt zu beachten, dass es bekannt ist, dass die Moden höherer Ordnung auch unterdrückt sind, wenn das Material und die Dicke der Hochschallgeschwindigkeitsschicht 64 verändert werden.
Bezugszeichenliste

1: Schallwellenvorrichtung
2: piezoelektrisches Substrat
3: Trägersubstrat
6: piezoelektrische Schicht
6a, 6b: erste, zweite Hauptoberfläche
7A, 7B: erste, zweite IDT-Elektrode
8A, 8B, 8C, 8D: Reflektor
15A, 15B: erste, zweite Durchgangselektrode
16, 17: erste, zweite Sammelschiene
18, 19: erster, zweiter Elektrodenfinger
29: dielektrische Folie
39A, 39B: Isolationsschicht
41: Schallwellenvorrichtung
43: Massenadditionsfolie
45, 46: erster, zweiter Blindelektrodenfinger
47A, 47C, 47E: erste IDT-Elektrode
48, 49: erster, zweiter Elektrodenfinger
48a, 48b, 49a, 49b: breiter Abschnitt
55: dielektrische Schicht
59: Trägerbauglied
64: Hochschallgeschwindigkeitsschicht
69: Trägerbauglied
A: Schnittregion
C: Zentralregion
E1, E2: erste, zweite Randregion
G1, G2: erste, zweite Lückenregion

Claims

Eine Schallwellenvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: ein Trägerbauglied, das ein Trägersubstrat umfasst; eine piezoelektrische Schicht, die auf dem Trägerbauglied vorgesehen ist und eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die einander zugewandt sind; eine erste IDT-Elektrode, die auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst; und eine zweite IDT-Elektrode, die auf der zweiten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst, wobei die zweite IDT-Elektrode in dem Trägerbauglied eingebettet ist, eine dielektrische Folie auf der ersten Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht vorgesehen ist, um die erste IDT-Elektrode abzudecken, und wenn eine Wellenlänge, die von einem Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode definiert ist, durch λ dargestellt ist, eine Dicke der dielektrischen Folie gleich oder kleiner als 0,15 λ ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Dicke der dielektrischen Folie gleich oder kleiner als 0,05 λ ist.
Eine Schallwellenvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: ein Trägerbauglied, das ein Trägersubstrat umfasst; eine piezoelektrische Schicht, die auf dem Trägerbauglied vorgesehen ist und eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die einander zugewandt sind; eine erste IDT-Elektrode, die auf der ersten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst; und eine zweite IDT-Elektrode, die auf der zweiten Hauptoberfläche vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst, wobei die zweite IDT-Elektrode in dem Trägerbauglied eingebettet ist, und eine Folie, die die erste IDT-Elektrode abdeckt, auf der ersten Hauptoberfläche der piezoelektrischen Schicht nicht vorgesehen ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der zumindest ein Teil der Mehrzahl von Elektrodenfingern der ersten IDT-Elektrode und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Elektrodenfingern der zweiten IDT-Elektrode einander in Draufsicht überlappen und die Elektrodenfinger, die sich in Draufsicht überlappen, mit einem gleichen Potential verbunden sind.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die darüber hinaus eine Isolationsschicht aufweist, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und zumindest einer der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode vorgesehen ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der jede der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode eine Mehrzahl von Elektrodenfingern umfasst, in jeder der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode bei Ansicht aus einer Schallwellenausbreitungsrichtung, eine Region, in der benachbarte Elektrodenfinger einander überlappen, eine Schnittregion ist, und wenn eine Richtung, in der sich die Mehrzahl von Elektrodenfingern erstreckt, als eine Elektrodenfingererstreckungsrichtung bezeichnet wird, die Schnittregion eine Zentralregion, die sich an einer zentralen Seite in der Elektrodenfingererstreckungsrichtung befindet, und eine erste Randregion und eine zweite Randregion, die, mit der Zentralregion in der Elektrodenfingererstreckungsrichtung dazwischen, einander zugewandt sind, umfasst und in zumindest einer der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode Schallgeschwindigkeiten in der ersten Randregion und der zweiten Randregion niedriger als eine Schallgeschwindigkeit in der Zentralregion sind.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine SH-Mode verwendet wird, und wenn der Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode und ein Elektrodenfingerabstand der zweiten IDT-Elektrode gleich sind, eine Wellenlänge, die durch die Elektrodenfingerabstände der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode definiert ist, durch λ dargestellt ist, eine Dicke der ersten IDT-Elektrode durch IDTu [λ] dargestellt ist, eine Dicke der zweiten IDT-Elektrode durch IDTd [λ] dargestellt ist, eine Dichte der ersten IDT-Elektrode durch ρ1 [g/cm3] dargestellt ist, eine Dichte der zweiten IDT-Elektrode durch ρ2 [g/cm3] dargestellt ist und eine normierte Bandbreite der SH-Mode durch SH_BW [%] dargestellt ist, IDTu, IDTd, ρ1 und ρ2 Dicken und Dichten in Bereichen sind, in denen SH_BW, abgeleitet von unten stehender Gleichung 1, gleich oder größer als 3 % ist. $\begin{array}{l} SH_BW [%] = \\ 4.94288347869583 \\ - 1.37989369528872 \times (IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}]) \\ + 1.0813184606833 \times (IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}]) \\ + 2.51396812128047 \times {(IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}])}^{2} - 2.28238205352906 \times {(IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}])}^{3} \\ + 0.61094393501087 \times (IDTd [λ]) \times ρ 2 {[g / {cm}^{3}]}^{4} \\ - 22.6347858439936 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{2} + 63.8632598480415 \times {(IDTu [λ] \times 1 [g / {cm}^{3}])}^{3} \\ - 74.1181743703044 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{4} + 37.9952058002712 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{3} \\ - 7.14595960324194 \times {(IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}])}^{6} \\ + 0.588480822096255 \times (IDTd [λ] \times ρ 2 [g / {cm}^{3}]) \times (IDTu [λ] \times ρ 1 [g / {cm}^{3}]) \end{array}$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der eine Dichte der zweiten IDT-Elektrode größer als eine Dichte der ersten IDT-Elektrode ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der zumindest eine der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode aus Pt hergestellt ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der die erste IDT-Elektrode aus AI hergestellt ist und die zweite IDT-Elektrode aus Pt hergestellt ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der eine SH-Mode verwendet wird, und wenn ein Tastverhältnis der ersten IDT-Elektrode durch duty_u dargestellt ist, ein Tastverhältnis der zweiten IDT-Elektrode durch duty_d dargestellt ist und eine normierte Bandbreite der SH-Mode durch SH_BW [%] dargestellt ist, duty_u und duty_d Tastverhältnisse in einem Bereich sind, in dem SH_BW, abgeleitet von untenstehender Gleichung 2, gleich oder größer als 4 % ist. $\begin{array}{l} SH_BW [%] = \\ 4.82349577998388 \\ - 3.61425920727189 \times duty_u \\ - 1.56118181746504 \times duty_d \\ + 13.3830411409058 \times duty_u^{2} - 12.0401956788195 \times duty_u^{3} \\ + 6.29516073499509 \times duty_d^{2} - 8.10795949927642 \times duty_d^{3} \end{array}$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der, wenn ein Tastverhältnis der ersten IDT-Elektrode durch duty_u dargestellt ist und ein Tastverhältnis der zweiten IDT-Elektrode durch duty_d dargestellt ist, duty_u und duty_d Tastverhältnisse in einem Bereich sind, in dem eine Phase einer unnötigen Welle, abgeleitet von untenstehender Gleichung 3, gleich oder kleiner als -30 Grad ist. $\begin{array}{l} Phase der unn \ddot{o} tigen Welle [deg .] = \\ 69.4 + 162.7 \times duty_d - 136.7 \times duty_u - 179.6 \times duty_d^{2} - 108.2 \times duty_u^{2} + 164.2 \times duty_d \times duty_u \end{array}$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die piezoelektrische Schicht eine Lithiumtantalatschicht oder eine Lithiumniobatschicht ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Trägerbauglied zumindest eine dielektrische Schicht umfasst, die zwischen dem Trägersubstrat und der piezoelektrischen Schicht vorgesehen ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 14, bei der die zumindest eine dielektrische Schicht eine Hochschallgeschwindigkeitsschicht umfasst, und eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch die Hochschallgeschwindigkeitsschicht ausbreitet, höher ist als eine Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich durch die piezoelektrische Schicht ausbreitet.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, bei der die zumindest eine dielektrische Schicht eine Siliziumoxidschicht umfasst.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der eine dielektrische Schicht, die eine Siliziumoxidschicht ist, direkt auf die piezoelektrische Schicht laminiert ist, die piezoelektrische Schicht eine Lithiumtantalatschicht ist, eine SH-Mode verwendet wird, und wenn der Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode und ein Elektrodenfingerabstand der zweiten IDT-Elektrode gleich sind, eine von den Elektrodenfingerabständen der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode definierte Wellenlänge durch λ dargestellt ist, eine Dicke der piezoelektrischen Schicht durch LT [λ] dargestellt ist, eine Dicke der dielektrischen Schicht durch SiO2 [λ] dargestellt ist, θ in Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der piezoelektrischen Schicht durch LT-θ [Grad] dargestellt ist und ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient in der SH-Mode durch SH_ksaw² [%] dargestellt ist, LT, SiO2 und LT-θ Dicken und ein Winkel in Bereichen sind, in denen SH_ksaw², abgeleitet von unten stehender Gleichung 4, gleich oder größer als 6 % ist. $\begin{array}{l} SH_{ksaw}^{2} [%] = \\ - 2.42187620828543 \\ + 62.484281524666 \times (LT [λ]) \\ - 0.107924507780421 \times (LT - θ [deg .]) \\ + 8.90369850943586 \times (SiO 2 [λ]) \\ - 268.852679355883 \times {(LT [λ])}^{2} + 499.449089766496 \times {(LT [λ])}^{3} - 350.106860593976 \times {(LT [λ])}^{4} \\ - 0.00180396948527691 \times {(LT - θ [deg .])}^{2} + 0.000124241019900316 \times {(LT - θ [deg .])}^{3} \\ - 0.000001390722975499 \times {(L T - θ [deg .])}^{4} + 0.0000000058624484454 \times {(LT - θ [deg .])}^{5} \\ - 8.4861389677363 e - 12 \times {(LT - θ [deg .])}^{6} \\ - 38.0582687313641 \times {(SiO 2 [λ])}^{2} + 71.3862412045158 \times {(SiO 2 [λ])}^{3} \\ - 62.600286365122 \times {(SiO 2 [λ])}^{2} + 20.7954101598776 \times {(SiO 2 [λ])}^{5} \\ + 0.0175104581123753 \times (L T [λ]) \times (L T - θ [deg .]) \end{array} θ$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, bei der eine dielektrische Schicht, die die Siliziumoxidschicht ist, direkt auf die piezoelektrische Schicht laminiert ist, die piezoelektrische Schicht eine Lithiumtantalatschicht ist, eine SH-Mode verwendet wird, und wenn der Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode und ein Elektrodenfingerabstand der zweiten IDT-Elektrode gleich sind, eine von den Elektrodenfingerabständen definierte Wellenlänge durch λ dargestellt ist, eine Dicke der piezoelektrischen Schicht durch LT [λ] dargestellt ist, eine Dicke der dielektrischen Schicht durch SiO2 [λ] dargestellt ist, θ in Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der piezoelektrischen Schicht durch LT-θ [Grad] dargestellt ist und ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient in einer Rayleigh-Mode durch Rayleigh_ksaw² [%] dargestellt ist, LT, SiO2 und LT-θ Dicken und ein Winkel in Bereichen sind, in denen Rayleigh_ksaw², abgeleitet von unten stehender Gleichung 5, gleich oder kleiner als 0,5 % ist. $\begin{array}{l} Reyleigh_{ksaw}^{2} [%] = \\ (- 0.986147947509026) \\ - 4.80914444146841 \times (LT [λ]) \\ + 0.0696242386883329 \times (LT - θ [deg .]) \\ + 1.19398580127017 \times (SiO 2 [λ]) \\ + 103.399105364715 \times {(LT [λ])}^{2} - 279.94327949742 \times {(LT [λ])}^{3} + 227.888456729838 \times {(LT [λ])}^{4} \\ - 0.000169042249445724 \times {(LT - θ [deg .])}^{2} - 0.0000269379194709546 \times {(LT - θ [deg .])}^{3} \\ + 0.0000003947144804449 \times {(LT - θ [deg .])}^{4} - 0.0000000021152871909 \times {(LT - θ [deg .])}^{5} \\ - 4.03836185605311 e - 12 \times {(LT - θ [deg .])}^{6} \\ - 1.69037884352508 \times {(SiO 2 [λ])}^{2} + 0.850086542485958 \times {(SiO 2 [λ])}^{3} \\ - 0.0374901951712912 \times (LT [λ]) \times (LT - θ [deg .]) \\ - 0.00155144508993598 \times (LT - θ [deg .]) \times (SiO 2 [λ]) \end{array}$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der eine dielektrische Schicht, die die Siliziumoxidschicht ist, direkt auf die piezoelektrische Schicht laminiert ist, die piezoelektrische Schicht eine Lithiumniobatschicht ist, eine SH-Mode verwendet wird, und wenn der Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode und ein Elektrodenfingerabstand der zweiten IDT-Elektrode gleich sind, eine von den Elektrodenfingerabständen definierte Wellenlänge durch λ dargestellt ist, eine Dicke der piezoelektrischen Schicht durch LN [λ] dargestellt ist, eine Dicke der dielektrischen Schicht durch SiO2 [λ] dargestellt ist, θ in Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der piezoelektrischen Schicht durch LN-θ [Grad] dargestellt ist und ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient in der SH-Mode durch SH_ksaw² [%] dargestellt ist, LN, SiO2 und LN-θ Dicken und ein Winkel in Bereichen sind, in denen SH_ksaw², abgeleitet von unten stehender Gleichung 6, gleich oder größer als 5 % ist. $\begin{array}{l} \begin{array}{l} SH_{ksaw}^{2} [%] = \\ (- 5.38971658869439) \\ + 161.846645657576 \times (LN [λ]) \\ - 0.36580242489511 \times (LN - θ [deg .]) \\ + 23.9085116998593 \times (SiO 2 [λ]) \\ - 759.602414637439 \times {(LN [λ])}^{2} + 1439.87480037156 \times {(LN [λ])}^{3} - 995.6326009644584 \times {(LN [λ])}^{4} \\ + 0.00603298240934577 \times {(LN - θ [deg .])}^{2} - 0.0000222875633447991 \times {(LN - θ [deg .])}^{3} \\ + 0.0000005166408739753 \times {(LN - θ [deg .])}^{4} - 0.0000000059686440638 \times {(LN - θ [deg .])}^{5} \\ + 1.71640061067492 e - 11 \times {(LN - θ [deg .])}^{6} \\ - 93.7052955002345 \times {(SiO 2 [λ])}^{4} + 168.254832299343 \times {(SiO 2 [λ])}^{3} \\ - 143.019681373797 \times {(SiO 2 [λ])}^{4} + 46.3787373260216 \times {(SiO 2 [λ])}^{5} \\ + 0.0440914074841534 \times (LN [λ]) \times (LN - θ [deg .]) \end{array} \\ - 2.70467523534839 \times (LN [λ]) \times (SiO 2 [λ]) \end{array}$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 19, bei der eine dielektrische Schicht, die die Siliziumoxidschicht ist, direkt auf die piezoelektrische Schicht laminiert ist, die piezoelektrische Schicht eine Lithiumniobatschicht ist, eine SH-Mode verwendet wird, und wenn der Elektrodenfingerabstand der ersten IDT-Elektrode und ein Elektrodenfingerabstand der zweiten IDT-Elektrode gleich sind, eine von den Elektrodenfingerabständen definierte Wellenlänge durch λ dargestellt ist, eine Dicke der piezoelektrischen Schicht durch LN [λ] dargestellt ist, eine Dicke der dielektrischen Schicht durch SiO2 [λ] dargestellt ist, θ in Eulerwinkeln (φ, θ, ψ) der piezoelektrischen Schicht durch LN-θ [Grad] dargestellt ist und ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient in einer Rayleigh-Mode durch Rayleigh_ksaw² [%] dargestellt ist, LN, SiO2 und LN-θ Dicken und ein Winkel in Bereichen sind, in denen Rayleigh_ksaw², abgeleitet von unten stehender Gleichung 7, gleich oder kleiner als 0,5 % ist. $\begin{array}{l} R a y l e i g h_k s a w^{2} [%] = \\ (- 4.22213724365062) \\ + 4.83829560339829 \times (LN [λ]) \\ + 0.279393806354926 \times (LN - θ [deg .]) \\ + 0.807049789687486 \times (SiO 2 [λ]) \\ + 268.990111547116 \times {(LN [λ])}^{2} - 766.612043693161 \times {(LN [λ])}^{3} + 620.443142571277 \times {(LN [λ])}^{4} \\ - 0.010742618393096 \times {(LN - θ [deg .])}^{2} + 0.000288176932074345 \times {(LN - θ [deg .])}^{3} \\ - 0.000003618241087836 \times {(LN - θ [deg .])}^{4} + 0.0000000197351506609 \times {(LN - θ [deg .])}^{5} \\ - 3.843810801305 e - 11 \times {(LN - θ [deg .])}^{6} \\ - 0.125547103958321 \times (LN [λ]) \times (LN - θ [deg .]) \\ - 0.00625388844904114 \times (LN - θ [deg .]) \times (SiO 2 [λ]) \end{array}$
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, bei der die piezoelektrische Schicht eine Lithiumtantalatschicht oder eine Lithiumniobatschicht ist, eine Dicke der piezoelektrischen Schicht gleich oder größer als 0,05 λ und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist, eine Dicke einer dielektrischen Schicht, die die Siliziumoxidschicht ist, größer als 0 λ und gleich oder kleiner als 0,5 λ ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die piezoelektrische Schicht direkt auf dem Trägersubstrat vorgesehen ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, bei der jede der ersten IDT-Elektrode und der zweiten IDT-Elektrode ein Paar von Sammelschienen umfasst, und eine Durchgangselektrode, die die piezoelektrische Schicht durchdringt und eine der Sammelschienen der ersten IDT-Elektrode und eine der Sammelschienen der zweiten IDT-Elektrode miteinander verbindet, darüber hinaus umfasst ist.
Die Schallwellenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, bei der das Trägersubstrat ein Siliziumsubstrat ist.