JP2008211277A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、主として無線通信機器にて使用される弾性表面波素子に関して、弾性表面波素子の電気的特性を向上させることを目的とするものである。
【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明の弾性表面波素子は、圧電体基板１と、この圧電体基板１の表面に設けた櫛型電極２と、前記圧電体基板１の裏面に設けた支持層５を備え、前記支持層５は複数の粒塊６からなる多結晶構造であり、前記粒塊６の表面を酸化させたのである。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として無線通信機器に用いられる弾性表面波素子を構成する弾性表面波素子に関するものである。

一般にこの種の弾性表面波素子は、圧電体基板上に一対の櫛電極からなる櫛型電極を設けた構造となっているのであるが、圧電体基板の温度特性を低減させる手段として、圧電体基板より線膨張係数の小さく圧電体基板との密着性を有するシリコン等の半導体基板を支持体として貼り合わせた構造が知られている。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−９６６７７号公報

しかしながら、支持体を構成する半導体は高周波的にみて抵抗成分に見えるため圧電体基板を薄くすることで、図４に示されるように櫛型電極１１を構成する一対の櫛電極の間が支持基板を形成する半導体を介して不要な結合をしてしまい、この不要結合が弾性表面波素子の電気的特性を劣化させていた。なお、容量成分１２は櫛電極と支持層とが圧電体基板を介して対向することで形成される結合容量であり、抵抗成分１３は支持体が有する固有の抵抗成分である。

そこで、本発明はこのような問題を解決し電気的特性の優れた弾性表面波素子を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、弾性表面波素子を構成する圧電体基板の裏面に設けられる複数の粒塊からなる多結晶構造であり、粒塊の表面を酸化させたのである。

この構成により、支持層が有する抵抗成分を大きくし櫛電極間の不要な結合を抑制でき、結果として弾性表面波素子の電気的特性を向上させることが出来るのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。

図１は弾性表面波素子を模式的に示したものであり、その基本構造はタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電体基板１の上面に櫛型電極２を配置した構造を示している。

そして、圧電体基板１の下面には図２に示すごとく、アルミナからなるベース層３とシリコンからなる密着層４から形成した支持層５が、密着層４を接合面として圧電体基板１に接合した構造とし、圧電体基板１と接する支持層５部分つまり密着層４が圧電体基板１より線膨張係数が小さいシリコンで構成しており弾性表面波素子の温度特性を改善した構成となっている。

また、支持層５を形成する密着層４及びベース層３はそれぞれ図３に示すごとく各構成材料の粒塊６により構成しており、これにより弾性表面波素子の支持対の有する抵抗成分による電気的特性の劣化をも抑制しているのである。

すなわち、支持層５において圧電体基板１と当接する密着層４をシリコンからなる多結晶構造とし、この多結晶構造を形成する個々の粒塊６の表面を酸化させることで、密着層４自体の抵抗値が大きくなり、図４で述べた容量成分１２と抵抗成分１３による不要な結合の結合経路のインピーダンスが高インピーダンスとなるため高周波的な結合が小さくなる。つまり、弾性表面波素子の電気的特性の劣化を抑制できるのである。

また、支持体が複数の粒塊６からなる多結晶構造であることから、各粒塊６の表面で櫛型電極２から放射されたバルク波が乱反射し、位相のずれた反射波同士で打ち消しあうようになり、この結果として薄型化に伴う弾性表面波素子の電気的特性の劣化を抑制できるからである。なお、多結晶構造における結晶粒子の大きさを櫛型電極から放射されるバルク波の波長程度に設定することでバルク波の発散性をより高めることが出来る。

また、支持層５を密着層４とベース層３の多層構造とした理由は、密着層４が圧電体基板１との密着性がよく線膨張係数が小さい多結晶構造のシリコンを用いることで弾性表面波素子の温度特性の改善を図り、さらに電気的特性の向上を図ったものであるが、より剛性が高く線膨張係数が小さくシリコンとの密着性を有するアルミナをベース層３として支持層５を多層構造化することにより、さらに温度特性の改善が望めるのである。

さらに、このベース層３を密着層４と同様に多結晶構造としたことで、密着層４を透過したバルク波を密着層４と同様に散乱させることができ電気的特性の劣化もより抑制できるのである。

なお、この一実施形態においては弾性表面波素子として一対の櫛型電極２を用いた模式的な構造を用いて説明したが、櫛型電極２を梯子型に組み合わせたラダー型フィルタや、複数の櫛型電極２を圧電体基板１の伝播方向に配置した縦モード型フィルタ、また、このような弾性表面波フィルタを適宜組み合わせた分波器や共用器といったものが弾性表面波素子として挙げられ同様の作用効果を奏することが出来る。

本発明に係る弾性表面波素子は、温度特性の抑制及び電気的特性を向上できるという効果を有するものであり、主として無線通信機器に用いられる弾性表面波フィルタや弾性表面波デュプレクサなどの弾性表面波素子等において有用となるものである。

本発明の一実施の形態における弾性表面波素子の斜視図 同弾性表面波素子の断面図 同弾性表面波素子の支持層部分を示す詳細図 従来の弾性表面波素子における不要結合を示す等価回路図

符号の説明

１ 圧電体基板
２ 櫛型電極
３ ベース層
４ 密着層
５ 支持層
６ 粒塊

Claims (1)

1. 圧電体基板と、
   この圧電体基板の表面に設けた櫛型電極と、
   前記圧電体基板の裏面に設けた支持層を備え、
   前記支持層は複数の粒塊からなる多結晶構造であり、前記粒塊の表面を酸化させたことを特徴とする弾性表面波素子。

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