JP2013145930A - 弾性表面波装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電基板の上にＩＤＴ電極を覆うように絶縁膜が形成されている弾性表面波装置であって、共振特性やフィルタ特性などの周波数特性が良好な弾性表面波装置を提供する。
【解決手段】弾性表面波装置１は、圧電基板１０と、ＩＤＴ電極１１と、圧電基板１０の上に、ＩＤＴ電極１１を覆うように形成されている絶縁膜１６と、絶縁膜１６の上に形成されている周波数調整膜備１７とを備えている。絶縁膜１６の表面１６ａには、複数の電極指１２ａ、１３ａの形状に対応した形状の複数の凸部１６ａ１が形成されている。絶縁膜１６の表面１６ａに形成された凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、当該凸部１６ａ１に対応する電極指１２ａ、１３ａの弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置とは、弾性表面波伝搬方向Ｄにおいて異なっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、弾性表面波装置及びその製造方法に関する。特には、本発明は、ＩＤＴ電極を覆うように形成されている絶縁膜を備える弾性表面波装置及びその製造方法に関する。

近年、共振子や帯域フィルタなどに弾性表面波装置が多用されるようになってきている。弾性表面波装置は、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているＩＤＴ電極とを備えている。弾性表面波装置では、ＩＤＴ電極により励振された弾性波は、圧電基板の表面を、弾性表面波として伝搬する。

この弾性表面波装置においては、例えば、圧電基板の上に、周波数温度特性を改善する目的や、圧電基板の表面を保護する目的などのため、ＩＤＴ電極を覆うように絶縁膜を形成することがある。

例えば、下記の特許文献１には、ＬｉＮｂＯ_３からなる圧電基板の上に、ＩＤＴ電極を覆うように絶縁層を形成することが記載されている。また、特許文献１には、ＩＤＴ電極の密度を大きくすることでＩＤＴ電極の反射係数を大きくすることにより、絶縁層を形成することにより発生するリップルの周波数位置を、共振周波数−反共振周波数の帯域外にシフトさせることによって、周波数特性を改善することが記載されている。

ＷＯ２００５／０３４３４７ Ａ１号公報 特開２００９−２０１１６８号公報

上述のような絶縁膜の形成方法としては、例えば、上記の特許文献２に記載のようなバイアススパッタリング法が挙げられる。バイアススパッタリング法によれば、ＩＤＴ電極と絶縁膜との間に隙間が生じ難い。このため、信頼性の高い弾性表面波装置を作製することができる。

しかしながら、バイアススパッタリング法により絶縁膜を形成した場合、絶縁膜の表面に、ＩＤＴ電極の形状に対応した形状の凹凸が形成されるため、上記の特許文献１にも記載のように、ＩＤＴ電極の密度を大きくしたとしても、十分に大きな反射係数を得ることができないという問題があった。具体的には、特許文献１の図４０から明らかなように、絶縁膜の表面に凹凸が形成されている場合は、ＣｕやＡｇなどの密度が大きな材料によりＩＤＴ電極を形成したとしても、密度が小さいＡｌによりＩＤＴ電極を形成した場合よりも反射係数が小さくなる場合があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであって、圧電基板の上にＩＤＴ電極を覆うように絶縁膜が形成されている弾性表面波装置であって、共振特性やフィルタ特性などの周波数特性が良好な弾性表面波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性表面波装置は、圧電基板と、ＩＤＴ電極と、絶縁膜とを備えている。ＩＤＴ電極は、圧電基板の上に形成されている。ＩＤＴ電極は、互いに間挿し合っている一対のくし歯状電極を備えている。一対のくし歯状電極のそれぞれは、複数の電極指を有する。絶縁膜は、圧電基板の上に、ＩＤＴ電極を覆うように形成されている。絶縁膜の表面には、複数の電極指の形状に対応した形状の複数の凸部が形成されている。絶縁膜の表面に形成された凸部の弾性表面波伝搬方向における中心の位置と、当該凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向における中心の位置とは、弾性表面波伝搬方向において異なっている。絶縁膜の上に形成されている周波数調整膜をさらに備えている。

本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、弾性表面波装置は、圧電基板、ＩＤＴ電極、絶縁膜及び周波数調整膜を有する弾性表面波共振子を複数備えるラダー型の弾性表面波フィルタである。この場合、弾性表面波フィルタの耐電力性を向上することができる。

本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の局面では、０＜Ｘ／Ｐ≦０．２９である。但し、Ｘは、絶縁膜の表面に形成された凸部の弾性表面波伝搬方向における中心の位置と、当該凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向における中心の位置との弾性表面波伝搬方向における距離である。Ｐは、複数の電極指のピッチである。この場合、周波数調整膜の膜厚を調整することにより容易に周波数調整を行い得るため、より良好な周波数特性を得ることができる。

本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の局面では、絶縁膜及び周波数調整膜のそれぞれは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボンからなる。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の特定の局面では、絶縁膜が、ＳｉＯ_２からなり、周波数調整膜がＳｉＮからなる。この構成によれば、弾性表面波装置の周波数温度特性を改善することができると共に、弾性表面波装置の耐湿性を改善することができる。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、圧電基板は、１２０°〜１３５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３基板により構成されており、弾性表面波装置は、レイリー波をメインモードとするものである。この場合、ＳＨ波に起因するスプリアスを抑圧することができ、良好な周波数特性を得ることができる。

本発明に係る弾性表面波装置の製造方法は、上記本発明に係る弾性表面波装置の製造方法に関する。本発明に係る弾性表面波装置の製造方法では、絶縁膜をバイアススパッタリング法により形成する。このため、ＩＤＴ電極と絶縁膜との間に隙間が生じ難く、信頼性の高い弾性表面波装置を製造することができる。

本発明に係る弾性表面波装置の製造方法では、圧電体からなるウエハの一方の表面の上に、複数のＩＤＴ電極、絶縁膜及び周波数調整膜を形成した後に、ウエハを複数に分割して複数の弾性表面波装置を作製する。ＩＤＴ電極は、共振周波数が設定共振周波数よりも高くなるように形成する。絶縁膜は、ターゲットの中心と、ウエハの中心とが一致しないようにウエハを配置した状態でバイアススパッタリング法により形成する。周波数調整膜を形成した後に、前駆複数の弾性表面波装置となる領域毎に、ＩＤＴ電極の共振周波数が設定共振周波数に近づくように周波数調整膜の厚みを調整する。この方法によれば、ウエハのいずれの部分からも弾性表面波装置も設定共振周波数と実質的に等しい共振周波数を有する弾性表面波装置を作製することができる。

本発明では、絶縁膜の表面に形成された凸部の弾性表面波伝搬方向における中心の位置と、当該凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向における中心の位置とは、弾性表面波伝搬方向において異なっており、かつ、絶縁膜の上に周波数調整膜が形成されている。このため、不要波に起因する周波数特性の劣化を抑制でき、良好な周波数特性を得ることができる。

第１の実施形態に係る弾性表面波装置の略図的平面図である。 第１の実施形態に係る弾性表面波装置の一部分を拡大した略図的断面図である。 Ｘ（凸部の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置との距離）／Ｐ（電極指のピッチ）と、弾性表面波装置のレイリー波の共振周波数との関係を表すグラフである。 Ｘ（凸部の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置との距離）／Ｐ（電極指のピッチ）と、凸部の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置が１ｎｍ変化したときの弾性表面波装置のレイリー波の共振周波数（Ｆｒ（レイリー波））の変化量（ΔＦｒ）との関係を表すグラフである。 Ｘ（凸部の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置との距離）／Ｐ（電極指のピッチ）と、弾性表面波装置のレイリー波の反共振周波数（Ｆａ（レイリー波））との関係を表すグラフである。 Ｘ（凸部の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置との距離）／Ｐ（電極指のピッチ）と、凸部の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置が１ｎｍ変化したときの弾性表面波装置のレイリー波の反共振周波数の変化量（ΔＦａ）との関係を表すグラフである。 Ｘ／Ｐと、ＳＨ波のリップルの周波数（Ｆ（ＳＨ））との関係を表すグラフである。 Ｘ／Ｐと、Ｆ（ＳＨ）／Ｆｒ（レイリー波）との関係を表すグラフである。 Ｘ／Ｐと、Ｆ（ＳＨ）／Ｆａ（レイリー波）との関係を表すグラフである。 スパッタリング装置の模式図である。 複数のウエハが固定された回転テーブルの略図的平面図である。 ウエハの略図的平面図である。 周波数調整膜の膜厚調整後のウエハの略図的断面図である。 第２の実施形態に係る弾性表面波装置の模式的構成図である。 実施例及び比較例における送信側フィルタ部のフィルタ特性を表すグラフである。図１５において、一点破線で示すグラフが実施例に係るグラフで、実線で示すグラフが比較例に係るグラフである。 実施例及び比較例における送信側フィルタ部のフィルタ特性を表すグラフである。図１６において、一点破線で示すグラフが実施例に係るグラフで、実線で示すグラフが比較例に係るグラフである。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図１に示す弾性表面波装置１を例に挙げて説明する。但し、弾性表面波装置１は、単なる例示である。本発明に係る弾性表面波装置は、弾性表面波装置１に何ら限定されない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る弾性表面波装置の略図的平面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性表面波装置の一部分を拡大した略図的断面図である。なお、図１においては、説明の便宜上、絶縁膜１６及び周波数調整膜１７の描画を省略している。

図１及び図２に示す弾性表面波装置１は、弾性表面波を利用した弾性表面波共振子である。弾性表面波装置１は、レイリー波（Ｐ波＋ＳＶ波）をメインモードとして利用するものである。このため、弾性表面波装置１においては、ＳＨ波は不要波である。

弾性表面波装置１は、圧電基板１０を備えている。圧電基板１０は、適宜の圧電体により形成することができる。圧電基板１０は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３基板、ＬｉＴａＯ_３基板、水晶基板などにより構成することができる。なお、本実施形態では、圧電基板１０は、１２０°〜１３５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３基板により構成されている例について説明する。

図１に示すように、圧電基板１０の上には、ＩＤＴ電極１１と、ＩＤＴ電極１１の弾性表面波伝搬方向Ｄの両側に位置する一対の反射器１４，１５とが形成されている。図１に示すように、ＩＤＴ電極１１は、互いに間挿し合っている一対のくし歯状電極１２，１３を備えている。くし歯状電極１２，１３は、弾性表面波伝搬方向Ｄに対して垂直に延びる複数の電極指１２ａ、１３ａを有する。

ＩＤＴ電極１１は、適宜の導電材料により形成することができる。ＩＤＴ電極１１は、例えば、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた金属、またはＡｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ及びＰｄからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金により構成することができる。また、ＩＤＴ電極１１は、上記金属や合金により形成された複数の導電膜の積層体により構成することもできる。

なお、本実施形態では、ＩＤＴ電極１１は、交差幅重み付けされたものであるが、本発明において、ＩＤＴ電極の構成は、特に限定されない。ＩＤＴ電極は、例えば、交差幅重み付けされていない正規型のＩＤＴ電極であってもよい。

図２に示すように、圧電基板１０の上には、ＩＤＴ電極１１を覆うように、絶縁膜１６が形成されている。この絶縁膜１６は、例えば、周波数温度特性を改善するために形成された周波数温度特性改善膜であってもよいし、弾性表面波が伝搬する圧電基板１０の表面を保護するために形成された保護膜であってもよい。絶縁膜１６が周波数温度特性改善膜である場合は、絶縁膜１６は、圧電基板１０と正負の符号が異なる周波数温度係数（ＴＣＦ）を有する材料により形成するか、または、圧電基板１０と正負の符号が等しく、ＴＣＦの絶対値が圧電基板１０のＴＣＦの絶対値よりも小さい材料により形成することが好ましい。

具体的には、絶縁膜１６は、例えば、ＳｉＯ_２などの酸化ケイ素、ＳｉＮなどの窒化ケイ素、Ａｌ_２Ｏ_３などの酸化アルミニウム、ＡｌＮなどの窒化アルミニウム、Ｔａ_２Ｏ_５などの酸化タンタル、ＴｉＯ_２などの酸化チタン、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボンにより形成することができる。

絶縁膜１６の厚みは、ＩＤＴ電極１１により励振された弾性波が弾性表面波となるような厚み、すなわち、弾性波が絶縁膜１６の表面にもエネルギー分布を持つような厚みである限りにおいて特に限定されない。絶縁膜１６の厚みは、例えば、ＩＤＴ電極１１の厚み以上、弾性表面波の波長の６０％以下とすることができる。

絶縁膜１６の上には、絶縁膜１６を覆うように周波数調整膜１７が形成されている。この周波数調整膜１７は、周波数調整膜１７の厚みを調整することにより、弾性表面波装置１の周波数特性を調整するための膜である。このため、周波数調整膜１７の厚みは、周波数調整膜１７が形成されていない状態における弾性表面波の周波数特性と、予め定められた設定周波数特性とに応じて適宜設定することができる。

周波数調整膜１７の材質は、周波数調整が行えるものである限りにおいて特に限定されない。周波数調整膜１７は、例えば、ＳｉＯ_２などの酸化ケイ素、ＳｉＮなどの窒化ケイ素、Ａｌ_２Ｏ_３などの酸化アルミニウム、ＡｌＮなどの窒化アルミニウム、Ｔａ_２Ｏ_５などの酸化タンタル、ＴｉＯ_２などの酸化チタン、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボンにより形成することができる。周波数調整膜１７は、例えば、上記絶縁膜１６と同一材料からなる膜であってもよいし、異なる材料からなる膜であってもよい。例えば、絶縁膜１６を、ＳｉＯ_２により形成し、周波数調整膜１７をＳｉＮにより形成してもよい。この場合、周波数調整膜１７が耐湿性の高いＳｉＮにより形成されているため、弾性表面波装置１の耐湿性を向上することができる。また、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜１６が圧電基板１０の上に形成されているため、弾性表面波装置の周波数温度特性を向上することができる。

図２に示すように、絶縁膜１６の圧電基板１０とは反対側の表面１６ａには、複数の電極指１２ａ、１３ａの形状に対応した複数の凸部１６ａ１が形成されている。本実施形態においては、凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部１６ａ１に対応する電極指１２ａ、１３ａの弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置とが弾性表面波伝搬方向Ｄにおいて異なっている。このため、不要波であるＳＨ波に起因するリップルを、メインモードであるレイリー波の共振周波数と反共振周波数との間の周波数帯域の外側に位置させ得る。従って、ＳＨ波に起因するリップルの影響が抑制された、高い周波数特性を実現することができる。

以下、この効果について、実際の実験例に基づいて詳細に説明する。

図３は、Ｘ／Ｐと、弾性表面波装置１のレイリー波の共振周波数との関係を表すグラフである。図４は、Ｘ／Ｐと、凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置が１ｎｍ変化したときの弾性表面波装置１のレイリー波の共振周波数の変化量（ΔＦｒ）との関係を表すグラフである。図５は、Ｘ／Ｐと、弾性表面波装置１のレイリー波の反共振周波数との関係を表すグラフである。図６は、Ｘ／Ｐと、凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置が１ｎｍ変化したときの弾性表面波装置１のレイリー波の反共振周波数の変化量（ΔＦａ）との関係を表すグラフである。

なお、
Ｘ：凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部１６ａ１に対応する電極指１２ａ、１３ａの弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置との距離（図２を参照）、
Ｐ：ＩＤＴ電極１１の電極指１２ａ、１３ａのピッチ（弾性表面波の波長の１／２）、
である。

図３〜図６に記載の式及びグラフは、最小二乗法により算出した近似式及びそのグラフである。

図３〜図６に示すグラフは、弾性表面波装置１が下記の設計パラメータを有するときのグラフである。

圧電基板１０：１２７°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３基板
ＩＤＴ電極１１：圧電基板１０側から、ＮｉＣｒ膜（厚み：１０ｎｍ）／Ｐｔ膜（厚み：３３ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚み：１０ｎｍ）／ＡｌＣｕ膜（厚み：１３０ｎｍ）／Ｔｉ膜（厚み：１０ｎｍ）がこの順番で積層された積層膜
絶縁膜１６：厚み６２０ｎｍのＳｉＯ_２膜
凸部１６ａ１の高さ：３８ｎｍ
周波数調整膜１７：厚み２０ｎｍのＳｉＮ膜
ＩＤＴ電極１１における電極指１２ａ、１３ａのピッチ（Ｐ）：０．９３５μｍ
ＩＤＴ電極１１のデューティー：０．４７５
ＩＤＴ電極１１の対数：１８０
ＩＤＴ電極１１の平均交差幅：２８μｍ

図３〜図６に示すように、Ｘ／Ｐが大きくなるに従って、メインモードであるレイリー波の共振周波数と反共振周波数とのそれぞれが低周波数側にシフトしていくことが分かる。

図７は、Ｘ／Ｐと、ＳＨ波のリップルの周波数（Ｆ（ＳＨ））との関係を表すグラフである。図８は、Ｘ／Ｐと、Ｆ（ＳＨ）／Ｆｒ（レイリー波）との関係を表すグラフである。図９は、Ｘ／Ｐと、Ｆ（ＳＨ）／Ｆａ（レイリー波）との関係を表すグラフである。なお、Ｆ（ＳＨ）は、ＳＨ波のリップルの周波数である。Ｆｒ（レイリー波）は、レイリー波の共振周波数である。Ｆａ（レイリー波）レイリー波の反共振周波数である。図８及び図９に記載の式及びグラフは、最小二乗法により算出した近似式及びそのグラフである。

図７に示すように、不要モードであるＳＨ波のリップルの周波数も、レイリー波の共振周波数や反共振周波数と同様に、Ｘ／Ｐの増大と共に低周波数側にシフトする傾向にある。しかしながら、図４及び図６に示すように、レイリー波の共振周波数や反共振周波数は、Ｘ／Ｐが減少するにつれて大きく低周波数側にシフトするのに対して、図７に示すように、ＳＨ波のリップルの周波数のＸ／Ｐの減少に伴うシフト量は小さい。従って、図８及び図９に示すように、Ｘ／Ｐを大きくすることにより、すなわち、弾性表面波伝搬方向Ｄにおいて、凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心を、電極指１２ａ、１３ａの弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心からずらしていくことによって、ＳＨ波のリップルの周波数を、レイリー波の共振周波数や反共振周波数から遠ざけることができる。例えば、ＳＨ波のリップルの周波数を、レイリー波の共振周波数と反共振周波数との間の周波数帯域外にシフトさせることができる。その結果、良好な共振特性を実現することができる。

次に、本実施形態の弾性表面波装置１の製造方法の一例について、主として図１０〜図１３を参照しながら説明する。

まず、圧電体からなるウエハ２０（図１０を参照）を用意する。このウエハ２０は、複数の圧電基板１０の基となるものである。ウエハ２０が後の工程において複数に分割されることにより複数の圧電基板１０（図１，２を参照）が作製される。

次に、ウエハ２０の上に、複数のＩＤＴ電極１１を形成する。ＩＤＴ電極１１の形成方法は、特に限定されない。ＩＤＴ電極１１は、例えば、スパッタリング法や、蒸着法などにより形成することができる。このＩＤＴ電極１１の形成工程において、ＩＤＴ電極１１は、絶縁膜１６や周波数調整膜１７を形成しない状態における共振周波数が、予め設定された狙いの設定共振周波数よりも高くなるように形成する。

次に、絶縁膜１６を形成する。本実施形態では、絶縁膜１６は、バイアススパッタリング法により形成する。具体的には、まず、図１０及び図１１に示すように、複数のＩＤＴ電極１１が形成された複数のウエハ２０を、回転テーブル２１に設置する。詳細には、複数のウエハ２０は、回転テーブル２１の中心軸Ａ回りに、周方向に沿って配列する。なお、図１０では、回転テーブル２１を平板状に描画しているが、回転テーブル２１は、例えば、ドーム状であってもよい。

次に、図１０に示すように、複数のウエハ２０を設置した回転テーブル２１をスパッタリング装置２２のチャンバ２３内に取り付ける。なお、このスパッタリング装置２２は、ＲＦスパッタリング装置であってもよいし、ＤＣスパッタリング装置であってもよいし、マグネトロンスパッタリング装置であってもよい。

次に、回転テーブル２１を中心軸Ａ回りに回転させつつ、回転テーブル２１に対向するように配置されたターゲット２４と回転テーブル２１との間に電圧を印加しながら、バイアススパッタリングを行う。ここで、ターゲット２４は、ターゲット２４の中心軸が中心軸Ａ上に位置するように配置する。このため、ターゲット２４の中心とウエハ２０の中心とは一致していない。従って、ウエハ２０の法線方向から視て、ターゲット２４から斜め方向に飛散した粒子がウエハ２０上に堆積していく。従って、図２に示すように、凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部１６ａ１に対応する電極指１２ａ、１３ａの弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置とが弾性表面波伝搬方向Ｄにおいて異なるように絶縁膜１６が形成される。ここで、凸部１６ａ１の弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置と、その凸部１６ａ１に対応する電極指１２ａ、１３ａの弾性表面波伝搬方向Ｄにおける中心の位置との距離Ｘは、ウエハ２０に対する粒子の入射角に依存している。具体的には、粒子の入射角が大きくなるほど、距離Ｘが大きくなる。このため、距離Ｘは、ウエハ２０への粒子の入射角を調整することにより制御することができる。

次に、絶縁膜１６の上に、周波数調整膜１７を形成する。周波数調整膜１７の形成方法は特に限定されない。周波数調整膜１７は、例えば、スパッタリング法や、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

次に、周波数調整膜１７の膜厚の調整を行う。上述のように、距離Ｘは、粒子の入射角に依存している。このため、図１２に示すように、ウエハ２０のうち、中心軸Ａに近い部分と中心軸Ａから遠い部分とでは、距離Ｘが異なっている。このため、周波数調整膜１７の膜厚を調整せずに、ウエハ２０をカッティングラインＬでカッティングすることにより複数に分割して複数の弾性表面波装置１を作製した場合、ウエハ２０の中心軸Ａに近い部分から作製された弾性表面波装置１と、ウエハ２０の中心軸Ａから遠い部分から作製された弾性表面波装置１とで、距離Ｘがばらつき、周波数特性が異なることとなる。従って、周波数調整膜１７の形成後に、ウエハ２０の複数の弾性表面波装置１となる領域毎に、予め高く設定されていたＩＤＴ電極１１の共振周波数が、所望する設定共振周波数に近づくように周波数調整膜１７の厚みを調整する。このため、図１２及び図１３に示すように、例えば、周波数調整膜１７が酸化ケイ素からなる場合は、膜厚を薄くした方が共振周波数が低周波数側にシフトするため、ウエハ２０のうち、中心軸Ａに近い領域は大きくエッチングされ、周波数調整膜１７が薄くなる。一方、ウエハ２０のうち、中心軸Ａから遠い領域は、あまりエッチングされず、周波数調整膜１７が厚くなる。このようにすることにより、製造される弾性表面波装置１の周波数特性のばらつきを小さくすることができる。

しかしながら、周波数調整膜１７の膜厚を調整することにより調整することができる共振周波数の大きさには上限がある。通常、周波数調整膜１７により調整できる共振周波数の範囲は、３ＭＨｚである。また、距離Ｘは、±１０ｎｍの範囲でばらつく。このため、距離Ｘが、レイリー波のΔＦａが０．１５ＭＨｚ以下となるような範囲内とすることが好ましい。ここで、図６より、レイリー波のΔＦａが０．１５ＭＨｚ以下とするためには、Ｘ／Ｐを０．２９以下とする必要がある。このため、０＜Ｘ／Ｐ≦０．２９であることが好ましい。

なお、上記第１の実施形態では、レイリー波をメインモードとして利用し、ＳＨ波を不要モードとする例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明に係る弾性表面波装置は、例えば、ＳＨ波をメインモードとして利用するものであってもよい。ＳＨ波をメインモードとした場合、不要波であるレイリー波はＸ／Ｐの増大と共にＳＨ波に対して低周波数側にシフトする。そのため、レイリー波に起因するリップルをＳＨ波の共振周波数と反共振周波数との間の周波数帯域の外側に位置させ得る。

以下、本発明の好ましい形態の他の例について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。また、下記の第２の実施形態において、図１及び図２を上記第１の実施形態と共通に参照する。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る弾性表面波装置２の模式的構成図である。

上記第１の実施形態では、弾性表面波装置が弾性表面波共振子である例について説明した。但し、本発明に係る弾性表面波装置は、弾性表面波共振子に限定されない。本発明は、弾性表面波共振子以外の、例えば弾性表面波フィルタや弾性表面波分波器などにも好適に適用することができる。

図１４に示す本実施形態の弾性表面波装置２は、本発明が実施された弾性表面波フィルタ部を備える弾性表面波分波器である。具体的には、本実施形態の弾性表面波装置２は、ＵＭＴＳ−Ｂａｎｄ２のデュプレクサである。

弾性表面波装置２は、アンテナ３４に接続されるアンテナ端子３０と、送信側信号端子３１と、第１及び第２の受信側平衡信号端子３２ａ、３２ｂとを備えている。アンテナ端子３０と、第１及び第２の受信側平衡信号端子３２ａ、３２ｂとの間には、平衡−不平衡変換機能を有する所謂バランス型の受信側フィルタ部３３が接続されている。受信側フィルタ部３３の構成は、特に限定されない。受信側フィルタ部３３は、例えば、弾性表面波や弾性境界波などの弾性波を利用した縦結合共振子型弾性波フィルタ部により構成することができる。

一方、アンテナ端子３０と、送信側信号端子３１との間には、送信側フィルタ部４０が接続されている。この送信側フィルタ部４０は、アンテナ端子３０と送信側信号端子３１とを接続している直列腕４１を備えている。直列腕４１には、複数の直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３が直列接続されている。また、直列腕４１とグラウンド電位との間には、複数の並列腕４２ａ〜４２ｃが接続されている。各並列腕４２ａ〜４２ｃには、並列腕共振子Ｐ１〜Ｐ３がそれぞれ接続されている。

本実施形態では、直列腕共振子Ｓ１〜Ｓ３のうちの少なくとも一つが、反共振周波数が送信側フィルタ部４０の通過帯域高域側に位置するように、形成されている。このような直列腕共振子を設けることにより、フィルタ特性の急峻性が高められている（以下、この反共振周波数が送信側フィルタ部４０の通過帯域高域側に位置している直列腕共振子を、「急峻性向上用直列腕共振子」と称呼することとする。）。

そして、本実施形態では、この急峻性向上用直列腕共振子が、上記第１の実施形態で説明した弾性表面波装置１からなる弾性表面波共振子により構成されている。

通常、直列腕共振子の反共振周波数は、通過帯域外に位置している。このため、通過帯域外に位置する反共振点を有する直列腕共振子において生じるリップルは、反共振周波数付近に発生するため、フィルタ特性に及ぼす影響が少ない。

それに対して、急峻性向上用直列腕共振子では、反共振周波数が送信側フィルタ部４０の通過帯域高域側に位置しているため、急峻性向上用直列腕共振子において生じるリップルが通過帯域と減衰帯域との間の過渡帯域に位置することとなる。

ここで、通常、弾性表面波を利用した送信側フィルタ部４０においては、過渡帯域において耐電力性が弱くなる傾向にある。また、この過渡帯域にリップルが位置していると、耐電力性がさらに弱くなる傾向にある。

しかしながら、本実施形態では、上述のように、急峻性向上用直列腕共振子が上記第１の実施形態で説明した弾性表面波装置１からなる弾性表面波共振子により構成されている。このため、不要波であるＳＨ波に起因するリップルの周波数位置を反共振周波数から高周波数側に遠ざけることができる。従って、高い耐電力性を実現することができる。

この効果を実際の実験例に基づいてさらに詳細に説明する。

図１５及び図１６は、実施例及び比較例における送信側フィルタ部のフィルタ特性を表すグラフである。なお、図１５及び図１６において、一点破線で示すグラフが実施例に係るグラフで、実線で示すグラフが比較例に係るグラフである。

図１５及び図１６に示す実施例及び比較例における設計パラメータは以下の通りである。

直列腕共振子Ｓ１；対数：１６８，交差幅：３０μｍ、波長：１．８９μｍ、デューティー：０．４９
並列腕共振子Ｐ１；対数：１４１，交差幅：５８μｍ、波長：１．９７μｍ、デューティー：０．４８

直列腕共振子Ｓ２−１；対数：２３０，交差幅：４２μｍ、波長：１．９１μｍ、デューティー：０．４８
直列腕共振子Ｓ２−２；対数：２０８，交差幅：３８μｍ、波長：１．９０μｍ、デューティー：０．４５
並列腕共振子Ｐ２；対数：１２０，交差幅：４９μｍ、波長：１．９６μｍ、デューティー：０．４８

直列腕共振子Ｓ３；対数：１６８，交差幅：３０μｍ、波長：１．８９μｍ、デューティー：０．４８
並列腕共振子Ｐ３；対数：１０４，交差幅：４３μｍ、波長：１．９６μｍ、デューティー：０．５２

比較例においては、全ての共振子Ｓ１〜Ｓ３，Ｐ１〜Ｐ３において、距離Ｘ＝０ｎｍである。

実施例においては、最も長い波長を有する直列腕共振子Ｓ２−１以外の共振子において距離Ｘ＝０ｎｍであり、直列腕共振子Ｓ２−１において距離Ｘ＝２００ｎｍである。

図１５及び図１６に示すように、実線で示す比較例においては、１９１８ＭＨｚ付近に大きなリップルＲ１が発生している。それに対して、一点破線で示す実施例においては、最も長い波長を有する直列腕共振子Ｓ２−１において距離Ｘ＝２００ｎｍとされているため、リップルＲ２の位置が、比較例のリップルＲ１よりも高域側となり、かつ、リップルの大きさが小さくなっている。具体的には、比較例よりも実施例の方が、リップルの周波数位置が１０ＭＨｚ以上高域側となっている。このように、本発明が適用された実施例では、リップルの位置を、耐電力性に大きく影響する過渡帯域から遠ざけることができる。また、リップルが発生することで挿入損失が大きくなることに起因する発熱も抑制できる。従って、高い耐電力性を得ることができる。

１，２…弾性表面波装置
１０…圧電基板
１１…ＩＤＴ電極
１２，１３…くし歯状電極
１２ａ、１３ａ…電極指
１４，１５…反射器
１６…絶縁膜
１６ａ…表面
１６ａ１…凸部
１７…周波数調整膜
２０…ウエハ
２１…回転テーブル
２２…スパッタリング装置
２３…チャンバ
２４…ターゲット
３０…アンテナ端子
３１…送信側信号端子
３２ａ、３２ｂ…受信側平衡信号端子
３３…受信側フィルタ部
３４…アンテナ
４０…送信側フィルタ部
４１…直列腕
４２ａ〜４２ｃ…並列腕
Ｐ１〜Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１〜Ｓ３…直列腕共振子

Claims (8)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板の上に形成されており、それぞれ複数の電極指を有し、互いに間挿し合っている一対のくし歯状電極を備えるＩＤＴ電極と、
   前記圧電基板の上に、前記ＩＤＴ電極を覆うように形成されている絶縁膜と備え、
   前記絶縁膜の表面に、前記複数の電極指の形状に対応した形状の複数の凸部が形成されている弾性表面波装置であって、
   前記絶縁膜の表面に形成された凸部の弾性表面波伝搬方向における中心の位置と、当該凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向における中心の位置とは、弾性表面波伝搬方向において異なっており、
   前記絶縁膜の上に形成されている周波数調整膜をさらに備える、弾性表面波装置。
2. 前記圧電基板、前記ＩＤＴ電極、前記絶縁膜及び前記周波数調整膜を有する弾性表面波共振子を複数備えるラダー型の弾性表面波フィルタである、請求項１に記載の弾性表面波装置。
3. 前記絶縁膜の表面に形成された凸部の弾性表面波伝搬方向における中心の位置と、当該凸部に対応する電極指の弾性表面波伝搬方向における中心の位置との弾性表面波伝搬方向における距離をＸとし、前記複数の電極指のピッチをＰとしたときに、
   ０＜Ｘ／Ｐ≦０．２９である、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
4. 前記絶縁膜及び前記周波数調整膜のそれぞれは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、ダイヤモンドまたはダイヤモンドライクカーボンからなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
5. 前記絶縁膜が、ＳｉＯ_２からなり、前記周波数調整膜がＳｉＮからなる、請求項４に記載の弾性表面波装置。
6. 前記圧電基板は、１２０°〜１３５°回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３基板により構成されており、レイリー波をメインモードとする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性表面波装置の製造方法であって、
   前記絶縁膜をバイアススパッタリング法により形成する、弾性表面波装置の製造方法。
8. 圧電体からなるウエハの一方の表面の上に、複数の前記ＩＤＴ電極、前記絶縁膜及び前記周波数調整膜を形成した後に、前記ウエハを複数に分断して複数の弾性表面波装置を作製し、
   前記ＩＤＴ電極は、共振周波数が設定共振周波数よりも高くなるように形成し、
   前記絶縁膜は、ターゲットの中心と、前記ウエハの中心とが一致しないように前記ウエハを配置した状態でバイアススパッタリング法により形成し、
   前記周波数調整膜を形成した後に、前駆複数の弾性表面波装置となる領域毎に、前記ＩＤＴ電極の共振周波数が前記設定共振周波数に近づくように前記周波数調整膜の厚みを調整する、請求項７に記載の弾性表面波装置の製造方法。

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