JP2018023109A - 保護膜を有する弾性表面波素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】二酸化ケイ素膜の吸湿を防止して耐湿性を向上させると共に、伝播特性に影響を及ぼすことのないように構成された保護膜を有する弾性表面波素子を提供する。
【解決手段】弾性表面波素子は、上面210aを有する圧電基板210と、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで圧電基板の上面に形成されたIDT電極211、第1の反射電極212及び第2の反射電極213と、圧電基板の上面においてIDT電極、第1の反射電極及び第2の反射電極を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜221と、第1の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜222と、酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜223とを含む。
【選択図】図2
【解決手段】弾性表面波素子は、上面210aを有する圧電基板210と、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで圧電基板の上面に形成されたIDT電極211、第1の反射電極212及び第2の反射電極213と、圧電基板の上面においてIDT電極、第1の反射電極及び第2の反射電極を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜221と、第1の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜222と、酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜223とを含む。
【選択図】図2
Description
従来、弾性表面波(SAW)素子は、二酸化ケイ素(SiO2)膜に水分が吸収されるのを防止するべく耐湿性を向上させる技術により保護されている。例えば、特許文献1及び2には、弾性表面波素子の耐湿性を向上させるための保護膜として、二酸化ケイ素膜上に酸窒化ケイ素(SiON)膜を形成する技術が開示されている。特許文献3には、保護膜として窒化ケイ素(SiN)膜及び二酸化ケイ素膜を形成する技術が開示されている。
図1A及び1Bは、酸窒化ケイ素膜として構成された保護膜を設けた従来の弾性表面波素子を示す。図1Aは弾性表面波素子の電極の配置を示す上面図であり、図1Bは(弾性表面波の伝播方向に延びる)I−I線に沿った断面図である。圧電基板110は、インターディジタルトランスデューサ(IDT)電極111及び反射電極112、113が形成された面(以下、上面110aとする)を有する。上面110aには二酸化ケイ素(SiO2)膜121が形成され、二酸化ケイ素膜121に接触するように保護膜の酸窒化ケイ素膜122が形成される。
複数の側面及び実施形態が、圧電基板を使用した弾性表面波素子、及び当該弾性表面波素子を含むフィルタデバイスに関する。
図1A及び1Bに示されるもののような従来の弾性表面波素子において、酸窒化ケイ素膜は、容易に参加する傾向がある。このため、酸窒化ケイ素膜の一部が二酸化ケイ素に転化し、弾性表面波素子の周波数特性が変動することがある。さらに、窒化ケイ素は、二酸化ケイ素よりも音速が大きく、二酸化ケイ素膜の全面に所定の膜厚の保護膜を形成すると、弾性表面波の伝播特性に望ましくない影響を及ぼすことがある。
上述の実情に鑑み、複数の側面及び実施形態が、二酸化ケイ素膜の吸湿を防止して弾性表面波素子の耐湿性を向上させるべく構成された保護膜であって、弾性表面波の伝播特性に望ましくない影響を及ぼすことのないように、酸化が進むことなく安定となるべく構成された保護膜を有する弾性表面波素子を与える。
上述の課題を解決するべく、所定の実施形態に係る弾性表面波素子は、上面を有する圧電基板と、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで当該圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極と、当該圧電基板上面において当該IDT電極を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜と、第1の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、当該酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜とを含んでよい。
所定の実施形態において、酸窒化ケイ素膜は、第1の膜厚及び第2の膜厚を有し、第2の膜厚は、当該複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、第1の膜厚は、当該少なくとも一部の面積の残りの面積に対応し、第2の膜厚は第1の膜厚よりも大きく構成されてよい。
所定の実施形態において、弾性表面波素子はさらに、第1の二酸化ケイ素膜と酸窒化ケイ素膜との間に挟み込まれるように形成された窒化ケイ素膜を含んでよい。窒化ケイ素膜は、複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応してよい。
さらに、所定の実施形態に係る弾性表面波素子は、上面を有する圧電基板と、圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極であって、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含むIDT電極と、当該圧電基板の上面において当該IDT電極を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜と、第1の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された窒化ケイ素膜と、当該窒化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、当該酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜とを含んでよい。
窒化ケイ素膜は、第1の膜厚、及び第1の膜厚のよりも大きな第2の膜厚を有し、第2の膜厚は、当該複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、当該第1の膜厚は、当該少なくとも一部の面積の残りの面積に対応してよい。
酸窒化ケイ素膜の窒素及び酸素の組成を設定することによって当該酸窒化ケイ素膜が許容する当該弾性表面波の音速が調整可能でよく、前記圧電基板は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなってよい。
さらに、所定の実施形態に係る弾性表面波素子は、上面を有する圧電基板と、当該圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極であって、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含むIDT電極と、当該圧電基板の上面において当該IDT電極を覆うように形成された二酸化ケイ素膜と、前記二酸化ケイ素膜を覆うように形成された吸湿防止膜と、前記吸湿防止膜を覆うように形成された酸化防止膜とを含んでよい。
本開示の所定の側面及び態様によれば、酸化による周波数特性の変動が生じることがなく、弾性表面波の伝播特性に望ましくない影響を及ぼすこともなく、弾性表面波素子の二酸化ケイ素膜への吸湿を防止するために耐湿性を向上させた保護膜を与えることができる。
かかる典型的な側面及び実施形態の、さらなる他側面、実施形態及び利点が以下に説明される。ここに開示される実施形態及び例は、ここに開示の原理の少なくとも一つに整合する任意の態様で他の実施形態及び例と組み合わせることができる。「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替実施形態」、「様々な実施形態」、「一つの実施形態」等の言及は、必ずしも互いに排他的というわけではなく、特定の特徴、構造又は特性が少なくとも一つの実施形態に含まれ得ることを示すように意図される。ここでのそのような用語の登場は、からなずしもすべてが同じ実施形態を言及するわけではない。
少なくとも一つの実施形態の様々な側面が、縮尺どおりとなるようには意図されない添付図面を参照して以下に説明される。図面は、様々な側面及び実施形態の例示と、さらなる理解とを与えるべく含められ、本明細書の一部に組み入れられてその一部を構成するが、本発明の限界を定めることを意図するわけではない。図面において、様々な図面に例示されるのと同一又はほぼ同一の構成要素はそれぞれ、同じ番号で表される。明確さを目的として、すべての構成要素がすべての図面において標識されるわけではない。
本開示の複数の側面に係る弾性表面波(SAW)素子の例が、添付図面を参照して以下に詳述される。
図2A及び2Bは、本開示の一側面に係る弾性表面波素子の一つの例の断面図である。図2Aは、弾性表面波の伝播方向となる図1に例示されるI−I線に沿った、弾性表面波素子の断面図を示す。図2Bは、IDT電極の電極指が延びる方向となる図1Aに例示されるI’−I’に沿った、弾性表面波素子の断面図を示す。
弾性表面波素子において、弾性表面波を励振するべくインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極211が、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)からなる圧電基板210の平坦な上面210aに形成される。IDT電極211は、互いにかみ合わされた電極指を有する一対の櫛形電極を含む。さらに、第1の反射電極212及び第2の反射電極213が、IDT電極211の両側に、弾性表面波の伝播方向においてIDT電極211を間に挟むように形成される。
圧電基板210は、回転YカットX伝播で回転角を5度とするニオブ酸リチウムからなってよい。IDT電極211、第1の反射電極212、及び第2の反射電極213は、アルミニウムを主成分として形成され、近似的に150ナノメートル(nm)の厚さを有してよい。弾性表面波素子は、中心周波数が近似的に2GHzのフィルタとして構成され、弾性表面波の波長λは近似的に2マイクロメートル(μm)であってよい。
所定の膜厚を有する第1の二酸化ケイ素(SiO2)膜221が、IDT電極211、第1の反射電極212、及び第2の反射電極213を覆うように、圧電基板210の上面210aに形成される。所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素(SiON)膜222が第1の二酸化ケイ素膜221に接触するように形成され、所定の膜厚を有する第2の二酸化ケイ素膜223が酸窒化ケイ素膜222に接触するように形成される。
圧電基板210の上面210aに形成された第1の二酸化ケイ素膜221により、圧電基板210の周囲温度の変動ゆえの熱膨張及び熱収縮によって引き起こされるデバイス内を伝播する弾性表面波の周波数変動のような、弾性表面波素子の特性変動を抑制することができる。
第1の二酸化ケイ素膜221に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜222は、水分が第1の二酸化ケイ素膜221に到達し、ひいては第1の二酸化ケイ素膜221が吸湿するのを防止するべく、水分の透過を阻止することができる。酸窒化ケイ素膜222に接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜223は、酸素が酸窒化ケイ素膜222に到達して酸窒化ケイ素膜222が酸化されるのを防止するべく、酸素の透過を阻止することができる。
本開示の一側面によれば、酸窒化ケイ素膜222及び第2の二酸化ケイ素膜223から形成された二層構造により、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿と、酸窒化ケイ素膜222の酸化との双方を防止することができる。換言すると、酸窒化ケイ素膜222及び第2の二酸化ケイ素膜223はそれぞれ、吸湿防止膜及び酸化防止膜として機能する。したがって、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜222の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。その結果、弾性表面波素子の安定した動作を確保し、信頼性を高めることができる。
本開示の一側面によれば、酸窒化ケイ素膜222を構成する酸窒化ケイ素の組成は、SiONに限らず、SiOxN2−x(0<x<2)を含んでよい。このように、酸窒化ケイ素膜222の窒素及び酸素の組成比を設定することにより、酸窒化ケイ素膜222の音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波素子の伝播を適切に制御することにより、弾性表面波の伝播特性の向上を図ることができる。
本開示の一側面によれば、窒化ケイ素膜は、第1の二酸化ケイ素膜221の全面に、実質的に一様な膜厚で形成する必要がない。このため、窒化ケイ素が全面に形成されることにより、窒化ケイ素が許容する大きな音速に由来して弾性表面波が全面に広がることが回避されるので、伝播特性の望ましくない影響を防止することができる。
わかることだが、上述した弾性表面波素子の圧電基板210がニオブ酸リチウムを用いるにもかかわらず、タンタル酸リチウム(LiTaO3)も使用できる。さらに、上述した各部の寸法にかかわらず、適切な寸法を選択してよい。加えて、ここに記載される弾性表面波素子には、IDT電極211、第1の反射電極212、及び第2の反射電極213のみが例示されるにもかかわらず、他のIDT電極、他の反射電極、他の回路等を含めることもできる。
図3は、本開示に係る弾性表面波素子の第1の変形例を示す断面図である。図2Bと同様、図3は、IDT電極211の電極指が延びる方向となる図1Aに例示されるI’−I’線に沿った、弾性表面波素子の断面図を示す。以下の図4〜6においても同様である。
第1の変形例は、窒化ケイ素(SiN)膜225が第1の二酸化ケイ素膜221と酸窒化ケイ素膜222との間に形成された点で、図2A及び2Bに示された弾性表面波素子と相違する。窒化ケイ素膜225の存在を除き、図3に例示の弾性表面波素子は、図2A及び2Bに関して上述された弾性表面波素子と類似する。
詳しくは、この第1の変形例によれば、圧電基板210の上面210aにおいてIDT電極211等を覆うように形成された所定の膜厚を有する第1の二酸化ケイ素膜221に接触するように、窒化ケイ素膜225が形成される。窒化ケイ素膜225は第1の膜厚を有するが、IDT電極211少なくとも一部を覆う領域225aは、第1の膜厚よりも大きい第2の膜厚を有する。所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜222が、窒化ケイ素膜225に接触するように形成される。酸窒化ケイ素膜222に接触するように所定の膜厚の第2の二酸化ケイ素膜223がさらに形成される。
この第1の変形例によれば、酸窒化ケイ素膜222及び第2の二酸化ケイ素膜223から形成された二層構造により、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿と、酸窒化ケイ素膜222の酸化との双方を防止することができる。したがって、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜222の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。
さらに、この第1の変形例によれば、窒化ケイ素膜225は、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域225aの第1の膜厚よりも大きな第2の膜厚を有するように形成される。窒化ケイ素は二酸化ケイ素よりも大きな音速を有するため、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域225aまわりに弾性表面波のエネルギーを集中して分布させることができ、ひいては、伝播特性の向上を図ることができる。加えて、酸窒化ケイ素膜222の窒素及び酸素の組成比を設定することにより、酸窒化ケイ素膜222の音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波の伝搬を適切に制御することにより、伝播特性の向上を図ることができる。
この第1の変形例によれば、酸窒化ケイ素膜222に加えて窒化ケイ素膜225を設けることにより、水分の透過をさらに阻止することができる。したがって、弾性表面波素子の耐水性をさらに向上させることができる。
図4は、本開示に係る弾性表面波素子の第2の変形例を示す断面図である。第2の変形例は、窒化ケイ素膜225が第1の二酸化ケイ素膜221と酸窒化ケイ素膜222との間に挟まれるように形成される点で、図2A及び2Bに示される弾性表面波素子と構造的に相違する。さらに、第2の変形例は、窒化ケイ素膜225が第1の二酸化ケイ素膜221のみを覆う点で第1の変形例とも相違する。しかしながら、第1の二酸化ケイ素膜221と酸窒化ケイ素膜222との間に挟まれた窒化ケイ素膜225の存在を除き、図4に例示の弾性表面波素子は、図2A及び2Bに関して上述された弾性表面波素子と類似する。
詳しくは、この第2の変形例によれば、所定の膜厚を有する窒化ケイ素膜225が、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域225aに形成される。窒化ケイ素膜225は、所定の膜厚を有して圧電基板210の上面210aにおいてIDT電極211等を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜221に接触する。第1の二酸化ケイ素膜221に接触して窒化ケイ素膜225を覆うように所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜222がさらに形成される。さらに、酸窒化ケイ素膜222に接触するように所定の膜厚を有する第2の二酸化ケイ素膜223が形成される。
図2A及び2B並びに図3に関して上述された弾性表面波素子と同様、酸窒化ケイ素膜222及び第2の二酸化ケイ素膜223から形成された二層構造により、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿と、酸窒化ケイ素膜222の酸化との双方を防止することができる。したがって、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜222の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。
さらに、この第2の変形例によれば、窒化ケイ素膜225は、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域225aのみにおいて形成される。窒化ケイ素は大きな音速を許容するため、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域225aまわりに弾性表面波のエネルギーを集中して分布させることができ、ひいては、伝播特性の向上を図ることができる。加えて、酸窒化ケイ素膜222の窒素及び酸素の組成比を設定することにより、酸窒化ケイ素膜222の音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波の伝搬を適切に制御することにより、伝播特性の向上を図ることができる。
図5は、本開示に係る弾性表面波素子の第3の変形例を示す断面図である。第3の変形例は、一般に第1の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜222がまた、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域222aにおいて第1の膜厚よりも大きな第2の膜厚も有する点で、図2A及び2Bに示された弾性表面波素子と構造的に相違する。しかしながら、酸窒化ケイ素膜222の厚さの変形例を除き、図5に例示の弾性表面波素子は、図2A及び2Bに関して上述された弾性表面波素子と類似する。
詳しくは、第3の変形例によれば、圧電基板210の上面210aにおいてIDT電極211等を覆うように形成された所定の膜厚を有する第1の二酸化ケイ素膜221に接触するように、酸窒化ケイ素膜222が形成される。酸窒化ケイ素膜222は一般に第1の膜厚を有するにもかかわらず、酸窒化ケイ素膜222はまた、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域222aにおいて第1の膜厚よりも大きな第2の膜厚も有する。酸窒化ケイ素膜222に接触するように所定の膜厚を有する第2の二酸化ケイ素膜223がさらに形成される。
前述の弾性表面波素子と同様、酸窒化ケイ素膜222及び第2の二酸化ケイ素膜223から形成された二層構造により、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿と、酸窒化ケイ素膜222の酸化との双方を防止することができる。したがって、第1の二酸化ケイ素膜221の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜222の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。
さらに、この第3の変形例によれば、酸窒化ケイ素膜222が、IDT電極211の少なくとも一部を覆う領域222aにおいて第1の膜厚よりも大きな第2の膜厚を有するように形成される。ここで、酸窒化ケイ素膜222は、包含される窒素及び酸素の組成比を設定することにより音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波のエネルギーの分布を制御することにより、伝播特性の向上を図ることができる。
図6は、比較例としての弾性表面波素子の一例を示す断面図である。比較例によれば、圧電基板110の上面110aにおいてIDT電極111等を覆うように所定の膜厚を有する二酸化ケイ素膜121が形成される。IDT電極111の少なくとも一部を覆う領域125aのみにおいて二酸化ケイ素膜121と接触するように所定の膜厚を有する窒化ケイ素膜125が形成される。二酸化ケイ素膜121に接触して窒化ケイ素膜125を覆うように所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜122がさらに形成される。
この比較例によれば、IDT電極111の少なくとも一部を覆う領域のみに窒化ケイ素膜125が形成され、この領域まわりに、弾性表面波のエネルギーを集中して分布させることにより、伝播特性の向上が図られている。さらに、酸窒化ケイ素膜122により二酸化ケイ素膜121の吸湿を防止している。
図2〜5に関して前述された弾性表面波素子において、第2の二酸化ケイ素膜223が酸化防止膜として設けられることにより、酸窒化ケイ素膜122に相当する酸窒化ケイ素膜222の酸化が防止され、ひいては、周波数特性の変動が回避される。これとは対照的に、比較例において、酸窒化ケイ素膜122の表面は、酸化して二酸化ケイ素に転化し、弾性表面波素子の周波数特性が変動することがあり得る。
上述のように、弾性表面波素子の複数の実施形態は、例えば、フィルタとして構成し、又はフィルタにおいて使用することができる。同様に、一以上の弾性表面波素子を使用する弾性表面波(SAW)フィルタは、究極的には、例えば、無線通信機器のような電子機器において使用されるモジュールに組み入れられ、及び当該モジュールとしてパッケージ化される。図7は、SAWフィルタ310を含むモジュール300の一例を示すブロック図である。SAWフィルタ310は、一以上の接続パッド322を含む一以上のダイ320に実装することができる。例えば、SAWフィルタ310は、SAWフィルタの入力接点に対応する接続パッド322、及びSAWフィルタの出力接点に対応する他の接続パッド322を含み得る。パッケージ化モジュール300は、ダイ320を含む複数の構成要素を受容するべく構成されたパッケージング基板330を含む。複数の接続パッド332は、パッケージング基板330上に配置することができ、SAWフィルタダイ320の様々な接続パッド322が、パッケージング基板330上の接続パッド332に、電気コネクタ334を介して接続され得る。電気コネクタ334は、例えば、はんだバンプ又はワイヤボンドでよく、SAWフィルタ310へ及びSAWフィルタ310から様々な信号が通過することが許容される。モジュール300は随意的に、ここでの開示に鑑み半導体製造業の当業者にわかるであろう、例えば一以上の付加フィルタ、増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような、他の回路ダイ340をさらに含む。いくつかの実施形態において、モジュール300はまた、例えば、モジュール300を保護し及びその取り扱いを容易にするための一以上のパッケージング構造物を含んでよい。このようなパッケージング構造物は、パッケージング基板330にわたって形成されて様々な回路及びその部品を実質的にカプセル化する寸法とされたオーバモールドを含み得る。
SAWフィルタ310の様々な例及び実施形態は、多様な電子機器に使用することができる。例えば、SAWフィルタ310は、アンテナデュプレクサ又はダイプレクサとして構成することができる。これらは、RFフロントエンドモジュール及び通信機器のような様々な電子機器に組み入れることができる。
図8を参照すると、例えば、無線通信機器(例えば携帯電話機)のような電子機器において使用され得るフロントエンドモジュール400の一例のブロック図が例示される。フロントエンドモジュール400は、共通ノード402、入力ノード404及び出力ノード406を有するアンテナデュプレクサ410を含む。共通ノード402にはアンテナ510が接続される。
アンテナデュプレクサ410は、入力ノード404と共通ノード402との間に接続された一以上の送信フィルタ412、及び共通ノード402と出力ノード406との間に接続された一以上の受信フィルタ414を含み得る。送信フィルタの通過帯域は、受信フィルタの通過帯域とは異なる。SAWフィルタ310の例は、送信フィルタ412及び/又は受信フィルタ414を形成するべく使用することができる。インダクタ又は他の整合部品420を共通ノード402に接続することができる。
フロントエンドモジュール400はさらに、デュプレクサ410の入力ノード404に接続された送信器回路432、及びデュプレクサ410の出力ノード406に接続された受信器回路434を含む。送信器回路432は、アンテナ510を介して送信される信号を生成することができ、受信器回路434は、アンテナ510を介して受信された信号を、受信及び処理することができる。いくつかの実施形態では、受信器回路及び送信器回路は、図8に示されるように、別個の構成要素として実装されるが、他実施形態では、これらの構成要素は、共通の送受信器回路又はモジュールに統合してよい。当業者にわかることだが、フロントエンドモジュール400は、スイッチ、電磁結合器、増幅器、プロセッサ等を含むがこれらに限られない、図8に例示されない他の構成要素を含んでよい。
図9は、図8に示されるアンテナデュプレクサ410を含む無線機器500の一例のブロック図である。無線機器500は、音声又はデータ通信のために構成されたセルラー電話機、スマートフォン、タブレット、モデム、通信ネットワーク、又は任意の他のポータブル若しくは非ポータブルデバイスであってよい。無線機器500は、アンテナ510から信号を受信及び送信できる。無線機器は、図8を参照して上述されたものと同様のフロントエンドモジュール400の一実施形態を含む。フロントエンドモジュール400、上述のようなデュプレクサ410を含む。図9に示される例において、フロントエンドモジュール400はさらにアンテナスイッチ440を含む。アンテナスイッチ440は、例えば送信モード及び受信モードのような、異なる周波数帯域又はモード間の切り替えのために構成してよい。図9に示される例において、アンテナスイッチ440は、デュプレクサ410とアンテナ510との間に位置決めされる。しかしながら、他例において、デュプレクサ410は、アンテナスイッチ440とアンテナ510との間に位置決めすることもできる。他例において、アンテナスイッチ440及びデュプレクサ410は、単一の構成要素に一体化することができる。
フロントエンドモジュール400は、送信のための信号を生成し又は受信信号を処理するように構成された送受信器430を含む。送受信器430は、図8の例に示されるように、デュプレクサ410の入力ノード404に接続可能な送信器回路432と、デュプレクサ410の出力ノード406に接続可能な受信器回路434とを含み得る。
送信器回路432により送信のために生成された信号は、電力増幅器(PA)モジュール450によって受信され、ここで、送受信器430からの生成信号が増幅される。電力増幅器モジュール450は一以上の電力増幅器を含み得る。電力増幅器モジュール450は、広い範囲のRF又は他の周波数帯域の送信信号を増幅するべく使用することができる。例えば、電力増幅器モジュール450は、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)信号又は任意の他の適切なパルス信号を送信する補助となるように、電力増幅器の出力をパルス化するべく使用可能なイネーブル信号を受信することができる。電力増幅器モジュール450は、例えば、GSM(Global System for Mobile)(登録商標)信号、符号分割多元接続(CDMA)信号、広帯域符号分割多元接続(W−CDMA)信号、ロングタームエボリューション(LTE)信号又はEDGE信号を含む様々なタイプの信号のいずれかを増幅するように構成することができる。所定の実施形態において、電力増幅器モジュール450、及びスイッチ等を含む関連部品は、例えば、高電子移動度トランジスタ(pHEMT)若しくは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(BiFET)を使用するガリウム砒素(GaAs)基板上に、又は相補型金属酸化物半導体(CMOS)電界効果トランジスタを使用するシリコン基板上に作製してよい。
なおも図9を参照すると、フロントエンドモジュール400はさらに低雑音増幅器モジュール460を含んでよい。低雑音増幅器モジュール460は、アンテナ610からの受信信号を増幅し、当該増幅信号を送受信器520の受信器回路524に与える。
図9の無線機器500はさらに、送受信器430に接続されて無線機器500の動作のための電力を管理する電力管理サブシステム520を含む。電力管理システム520はまた、無線機器500のベース帯域サブシステム530及び様々な他の構成要素の動作も制御可能である。電力管理システム520は、無線機器500の様々な部品のために電力を供給する電池(図示せず)を含み又は当該電池に接続されてよい。電力管理システム520はさらに、例えば信号の送信を制御可能な一以上のプロセッサ又は制御器を含んでよい。一つの実施形態において、ベース帯域サブシステム530は、ユーザとの間でやりとりされる音声又はデータの様々な入力及び出力を容易にするべくユーザインタフェイス540に接続される。ベース帯域サブシステム530はまた、無線機器の動作を容易にし及び/又はユーザのための情報記憶を与えるべく、データ及び/又は命令を記憶するように構成されたメモリ550に接続されてよい。
少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面を上述したが、様々な改変、修正及び改善が当業者にとって容易に想起されることを理解されたい。かかる改変、修正及び改善は、本開示の一部となることが意図され、かつ、本発明の範囲内にあることが意図される。わかることだが、ここに説明される方法及び装置の複数の実施形態は適用上、本説明に記載され又は添付図面に例示される構造の詳細及び部品の配列に限られない。本方法及び装置は、他の実施形態において実装が可能であり、様々な態様で実施又は実行が可能である。特定の実装例は、例示のみを目的としてここに与えられ、限定されることを意図しない。また、ここで使用される表現及び用語は、説明目的であって、限定としてみなすべきではない。ここでの「含む」、「備える」、「有する」、「包含する」及びこれらの変形の使用は、以降に列挙される項目及びその均等物並びに付加項目の包括を意味する。「又は(若しくは)」の言及は、「又は(若しくは)」を使用して記載される任意の用語が、当該記載の用語の一つの、一を超える、及びすべてのものを示すように解釈され得る。前後、左右、頂底、上下及び垂直水平への言及はいずれも、説明の便宜のためであって、本システム及び方法又はこれらの構成要素をいずれか一つの位置的又は空間的配向へと限定することを意図しない。したがって、上記説明及び図面は例示にすぎず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の適切な構築から決定するべきである。
Claims (20)
- 弾性表面波素子であって、
上面を有する圧電基板と、
弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで前記圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極と、
前記圧電基板の上面において前記IDT電極を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜と、
前記第1の二酸化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、
前記酸窒化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜と
を含む弾性表面波素子。 - 前記酸窒化ケイ素膜は、第1の領域に第1の膜厚を有し、第2の領域に第2の膜厚を有し、
前記第2の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、
前記第2の膜厚は前記第1の膜厚よりも大きい請求項1の弾性表面波素子。 - 前記第1の二酸化ケイ素膜と前記酸窒化ケイ素膜との間に挟まれるように形成された窒化ケイ素膜をさらに含む請求項1の弾性表面波素子。
- 前記窒化ケイ素膜は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応する請求項3の弾性表面波素子。
- 前記窒化ケイ素膜は、第1の領域に第1の膜厚を有し、第2の領域に第2の膜厚を有し、
前記第2の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、
前記第2の膜厚は前記第1の膜厚よりも大きい請求項3の弾性表面波素子。 - 前記IDT電極の両側において前記圧電基板の上面に形成された第1の反射電極及び第2の反射電極をさらに含み、
前記IDT電極は、前記弾性表面波の伝播方向において前記第1の反射電極と前記第2の反射電極との間に設けられる請求項1の弾性表面波素子。 - 前記弾性表面波の音速は、前記酸窒化ケイ素膜における窒素及び酸素の組成を制御することによって調整可能である請求項1の弾性表面波素子。
- 前記圧電基板はニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる請求項1の弾性表面波素子。
- 弾性表面波素子であって、
上面を有する圧電基板と、
弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで前記圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極と、
前記圧電基板の上面において前記IDT電極を覆うように形成された第1の二酸化ケイ素膜と、
前記第1の二酸化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された窒化ケイ素膜と、
前記窒化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、
前記酸窒化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された第2の二酸化ケイ素膜と
を含み、
前記窒化ケイ素膜が前記第1の二酸化ケイ素膜と前記酸窒化ケイ素膜との間に設けられ、
前記酸窒化ケイ素膜が前記窒化ケイ素膜と前記第2の二酸化ケイ素膜との間に設けられる弾性表面波素子。 - 前記窒化ケイ素膜は、第1の領域に第1の膜厚を有し、第2の領域に前記第1の膜厚よりも大きな第2の膜厚を有し、
前記第2の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応する請求項9の弾性表面波素子。 - 前記弾性表面波の音速は、前記酸窒化ケイ素膜における窒素及び酸素の組成を制御することによって調整可能である請求項9の弾性表面波素子。
- 前記圧電基板はニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる請求項9の弾性表面波素子。
- 弾性表面波素子であって、
上面を有する圧電基板と、
弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで前記圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極と、
前記圧電基板の上面において前記IDT電極を覆うように形成された二酸化ケイ素膜と、
前記二酸化ケイ素膜を覆うように形成された吸湿防止膜と、
前記吸湿防止膜を覆うように形成された酸化防止膜と
を含む弾性表面波素子。 - 前記IDT電極の両側において前記圧電基板の上面に形成された第1の反射電極及び第2の反射電極をさらに含み、
前記IDT電極は、前記弾性表面波の伝播方向において前記第1の反射電極と前記第2の反射電極との間に設けられる請求項13の弾性表面波素子。 - 前記吸湿防止膜は酸窒化ケイ素膜である請求項14の弾性表面波素子。
- 前記酸化防止膜は二酸化ケイ素からなる請求項15の弾性表面波素子。
- 前記二酸化ケイ素膜と前記吸湿防止膜との間の窒化ケイ素膜をさらに含む請求項16の弾性表面波素子。
- 前記吸湿防止膜は、前記弾性表面波素子の第1の領域に第1の膜厚を有し、前記弾性表面波素子の第2の領域に第2の膜厚を有し、
前記第2の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、
前記第2の膜厚は前記第1の膜厚よりも大きい請求項16の弾性表面波素子。 - 前記吸湿防止膜はSiOxN2−xの組成を有し、ここで0<x<2である請求項14の弾性表面波素子。
- 前記圧電基板はニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる請求項13の弾性表面波素子。
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