JP2018050203A - 弾性波デバイス並びに複合基板およびその製造方法 - Google Patents
弾性波デバイス並びに複合基板およびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】周波数の温度依存性を抑制すること。【解決手段】本発明は、支持基板１２と、前記支持基板１２上に接合され、弾性波の伝搬方向における線熱膨張係数が前記伝搬方向における前記支持基板１２の線熱膨張係数より大きく、厚さが１μｍより大きいストイキオメトリ組成であるタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板１０と、前記圧電基板１０の上面上に設けられたＩＤＴ２１と、を具備する弾性波デバイスである。【選択図】図１
Description
本発明は、弾性波デバイス並びに複合基板およびその製造方法に関し、ストイキオメトリ組成からなる圧電基板を有する弾性波デバイス並びに複合基板およびその製造方法に関する。
弾性波デバイスにおいては、圧電基板上に弾性波を励振するＩＤＴ（Interdigital Transducer）が形成されている。圧電基板として、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板が用いられている。タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウムにおけるＬｉの組成が化学量論的な組成であるとき、ストイキオメトリ組成という。リチウムの組成が化学量論的な組成からやや小さいとき、コングルエント組成という。
弾性表面波デバイスにストイキオメトリ組成の圧電基板を用いることが知られている（例えば特許文献１）。弾性表面波デバイスにサファイア基板にタンタル酸リチウム基板を接合した基板を用いることが知られている（例えば特許文献２）。圧電基板にイオン注入し、圧電基板と支持基板とを接合した後、注入領域から圧電基板を剥離することが知られている（例えば特許文献３）。コングルエント組成の基板の表面にリチウムを拡散させ、基板表面にストイキオメトリ組成の領域を形成することが知られている（例えば特許文献４）。２つのラダー型フィルタを有するデュプレクサの一方のフィルタの直列共振器と他方のフィルタの並列共振器を同じ基板に設けることが知られている（例えば特許文献５）。
特許文献２および３のように、サファイア基板またはシリコン基板等の支持基板上に圧電基板を接合することで、弾性波デバイスの周波数の温度依存性を小さくできる。しかし、周波数の温度依存の抑制は十分ではない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、周波数の温度依存性を抑制することを目的とする。
本発明は、支持基板と、前記支持基板上に接合され、弾性波の伝搬方向における線熱膨張係数が前記伝搬方向における前記支持基板の線熱膨張係数より大きく、厚さが１μｍより大きいストイキオメトリ組成であるタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板と、前記圧電基板の上面上に設けられたＩＤＴと、を具備する弾性波デバイスである。
上記構成において、前記支持基板と前記圧電基板との間にアモルファス層を具備する構成とすることができる。
上記構成において、前記圧電基板の下面のリチウム組成比は前記圧電基板の上面のリチウム組成比より大きい構成とすることができる。
上記構成において、前記支持基板はシリコン基板であり、前記圧電基板は回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板である構成とすることができる。
上記構成において、共通端子と第１端子との間に直列に接続された第１直列共振器と、前記共通端子と前記第１端子との間に並列に接続された第１並列共振器と、を有する第１ラダー型フィルタと、前記共通端子と第２端子との間に直列に接続された第２直列共振器と、前記共通端子と前記第２端子との間に並列に接続された第２並列共振器と、を有し、前記第１ラダー型フィルタより通過帯域の高い第２ラダー型フィルタと、を具備し、前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は前記ＩＤＴを含む構成とすることができる。
上記構成において、前記第１並列共振器および第２直列共振器は、コングルエント組成の圧電基板上に形成されたＩＤＴを含む共振器、または圧電薄膜共振器である構成とすることができる。
本発明は、支持基板と、前記支持基板上に接合され、弾性波の伝搬方向における線熱膨張係数が前記伝搬方向における前記支持基板の線熱膨張係数より大きく、厚さが１μｍより大きいストイキオメトリ組成であるタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板と、を具備する複合基板である。
本発明は、コングルエント組成のタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板の両面にリチウムを導入することにより、ストイキオメトリ組成の第１領域および第２領域と前記第１領域と前記第２領域との間に設けられたコングルエント組成の第３領域を形成する工程と、前記圧電基板の前記第１領域側を支持基板に接合する工程と、前記第１領域が露出するように、前記支持基板に接合された前記圧電基板の前記第２領域および第３領域を除去する工程と、を含む複合基板の製造方法である。
上記構成において、前記第２領域および前記第３領域を除去する工程は、前記第３領域が露出するように、前記第２領域をＣＭＰ法以外の方法で除去する工程と、前記第１領域が露出するように、前記第３領域をＣＭＰ法で除去する工程と、を含み、前記ＣＭＰ法以外の方法による前記第１領域および前記第２領域の除去速度は、前記ＣＭＰ法による前記第１領域および前記第２領域の除去速度より大きい構成とすることができる。
本発明によれば、周波数の温度依存性を抑制することができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
弾性波デバイスとして弾性波共振器を説明する。図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、支持基板１２上に圧電基板１０が接合されている。支持基板１２と圧電基板１０との間にはアモルファス層１４が設けられている。圧電基板１０上にＩＤＴ２１および反射器２２が形成されている。ＩＤＴ２１および反射器２２は、圧電基板１０上に形成された金属膜１５により形成される。ＩＤＴ２１は、対向する一対の櫛型電極２０を備える。櫛型電極２０は、複数の電極指１６と、複数の電極指１６が接続されたバスバー１８を備える。一対の櫛型電極２０は、電極指１６がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。ＩＤＴ２１が励振する弾性波は、主に電極指１６の配列方向に伝搬する。電極指１６のピッチがほぼ弾性波の波長λとなる。回転ＹカットＸ伝搬基板では、弾性波の伝搬方向は結晶方位のＸ軸方向である。金属膜１５を覆うように保護膜２４が設けられている。
圧電基板１０は、ストイキオメトリ組成のタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。ストイキオメトリ組成では、リチウムとタンタル（またはニオブ）とに対するリチウムの組成比（以下リチウム組成比という）が４９．５％以上５０．５％以下である。支持基板１２は、例えばサファイア基板、シリコン基板、スピネル基板またはアルミナ基板である。金属膜１５は、例えばアルミニウム膜、銅膜、チタン膜、クロム膜、タングステン膜もしくはモリブデン膜またはこれらの複合膜である。金属膜１５の膜厚は、例えば１００ｎｍから８００ｎｍである。保護膜２４は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜である。保護膜２４の膜厚は金属膜１５より小さい。保護膜２４の代わりに、金属膜１５より厚い温度補償膜が設けられていてもよい。
図２（ａ）から図２（ｅ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、コングルエント組成の圧電基板１０を準備する。ストイキオメトリ組成のタンタル酸リチウム基板およびニオブ酸リチウム基板は高価でありほとんど入手できない。このため、コングルエント組成の基板を準備する。コングルエント組成では、リチウム組成比が４９．５％以下である。リチウム組成比は、例えば４８％以上である。圧電基板１０の厚さは例えば２００μｍから６００μｍである。
コングルエント組成では、リチウムサイトが空孔となっている。このため、コングルエント組成はストイキオメトリ組成に比べキュリー温度が異なる。タンタル酸リチウム基板では、ストイキオメトリ組成のキュリー温度は６６０℃から７００℃である。コングルエント組成のキュリー温度は５９０℃から６５０℃である。ニオブ酸リチウム基板では、ストイキオメトリ組成のキュリー温度は１１８０℃から１２００℃である。コングルエント組成のキュリー温度は１１００℃から１１８０℃である。キュリー温度は示差熱分析または示差走査熱慮測定等により測定できる。
図２（ｂ）に示すように、圧電基板１０の上面および下面にリチウムを拡散することによりストリキオメトリ組成の第１領域１０ａおよび第２領域１０ｃを形成する。リチウムを拡散させる方法は例えば特許文献４の方法を用いる。第１領域１０ａと第２領域１０ｃの間の領域がコングルエント組成の第３領域１０ｂとなる。第１領域１０ａおよび第２領域１０ｃと第３領域１０ｂとの間にはリチウム組成は徐々に変化するグラジュアル領域が形成される。第１領域１０ａおよび第２領域１０ｃの厚さは各々例えば１０μｍから５０μｍである。
図２（ｃ）に示すように、圧電基板１０の第１領域１０ａを支持基板１２に常温接合する。支持基板１２と圧電基板１０との常温接合の方法を説明する。まず、支持基板１２の上面および圧電基板１０の下面に、不活性ガスのイオンビーム、中性ビーム、またはプラズマを照射する。これにより、支持基板１２の上面および圧電基板１０の下面に数ｎｍ以下のアモルファス層が形成される。アモルファス層の表面には未結合の結合手が生成される。未結合の結合手の存在により、支持基板１２の上面および圧電基板１０の下面は活性化された状態となる。支持基板１２の上面と圧電基板１０の下面の未結合の結合手同士が結合する。これにより、支持基板１２と圧電基板１０は、常温において接合される。接合された支持基板１２と圧電基板１０との間には、アモルファス層１４が一体化して配置される。アモルファス層１４は、例えば１ｎｍから８ｎｍの厚さを有する。ここで、常温とは、１００℃以下かつ−２０℃以上であり、好ましくは８０℃以下かつ０℃以上である。支持基板１２と圧電基板１０とは、例えば接着剤等で接合してもよい。
図２（ｄ）に示すように、圧電基板１０の第３領域１０ｂの少なくとも一部が残存するように、第２領域１０ｃを除去する。第２領域１０ｃの除去には、例えば研削法、サンドブラスト法またはイオンミリング法等を用いる。
図２（ｅ）に示すように、第３領域１０ｂを除去する。第３領域１０ｂの除去には、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いる。このとき、第１領域１０ａの上部が除去されてもよい。ストイキオメトリ組成の領域はコングルエント組成の領域より除去しにくい。例えば、ＣＭＰ法を用いたとき、コングルエント組成のタンタル酸リチウム基板の研磨速度はストイキオメトリ組成の約３倍であることが発明者らの知見によりわかっている。このため、図２（ｄ）のように、第２領域１０ｃを除去速度の速い方法（例えばＣＭＰ以外の方法）で除去する。その後、図２（ｅ）のように、第３領域１０ｂを除去速度の遅い方法（例えばＣＭＰ法）で除去する。これにより、第１領域１０ａが、第３領域１０ｂの除去のストッパとして機能する。よって、第１領域１０ａの厚さを精度よく設定できる。これにより、支持基板１２の上面に圧電基板１０の下面を接合した複合基板が作製される。
その後、図１（ａ）および図１（ｂ）のように、圧電基板１０の第１領域１０ａ上にＩＤＴ２１および反射器２２を形成する。
実施例１に係る弾性波共振器を作製した。実施例１の作製条件は以下である。
圧電基板１０の材料：ストイキオメトリ組成の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
圧電基板１０の厚さ：２０μｍ
支持基板１２の材料：シリコン
支持基板１２の厚さ：５５０μｍ
基板の接合方法 ：アモルファス層による常温接合
圧電基板１０の除去方法：図２（ｄ）を研削法、図２（ｅ）をＣＭＰ法
金属膜１５の材料 ：アルミニウム
金属膜１５の膜厚 ：４００ｎｍ
電極指１６のピッチ：４μｍ
開口長 ：１２０μｍ
電極指１６の対数 ：１００対
電極指のデュティ比：５０％
保護膜２４の材料 ：酸化シリコン膜
保護膜２４の膜厚 ：１５ｎｍ
共振周波数ｆｒ ：９７６ＭＨｚ
反共振周波数ｆａ：１０２０ＭＨｚ
圧電基板１０の材料：ストイキオメトリ組成の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
圧電基板１０の厚さ：２０μｍ
支持基板１２の材料：シリコン
支持基板１２の厚さ：５５０μｍ
基板の接合方法 ：アモルファス層による常温接合
圧電基板１０の除去方法：図２（ｄ）を研削法、図２（ｅ）をＣＭＰ法
金属膜１５の材料 ：アルミニウム
金属膜１５の膜厚 ：４００ｎｍ
電極指１６のピッチ：４μｍ
開口長 ：１２０μｍ
電極指１６の対数 ：１００対
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保護膜２４の材料 ：酸化シリコン膜
保護膜２４の膜厚 ：１５ｎｍ
共振周波数ｆｒ ：９７６ＭＨｚ
反共振周波数ｆａ：１０２０ＭＨｚ
比較のため、支持基板１２上にコングルエント組成の圧電基板を接合した比較例１を作製した。
比較例１の作製条件は以下である。
圧電基板１０の材料：コングルエント組成の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
支持基板１２の材料：サファイア
共振周波数ｆｒ ：９６５ＭＨｚ
反共振周波数ｆａ：１００１ＭＨｚ
その他の条件は実施例１と同じである。
比較例１の作製条件は以下である。
圧電基板１０の材料：コングルエント組成の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
支持基板１２の材料：サファイア
共振周波数ｆｒ ：９６５ＭＨｚ
反共振周波数ｆａ：１００１ＭＨｚ
その他の条件は実施例１と同じである。
さらに、圧電基板１０を支持基板１２に接合していない比較例２および３を作製した。比較例２および３はそれぞれストイキオメトリ組成およびコングルエント組成の圧電基板である。
比較例２の作製条件は以下である。
圧電基板１０の材料：コングルエント組成の領域上にストイキオメトリ組成の領域を設けた４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
圧電基板１０の厚さ：コングルエント組成の領域：３３０μｍ、ストイキオメトリ組成の領域：２０μｍ
比較例２の作製条件は以下である。
圧電基板１０の材料：コングルエント組成の領域上にストイキオメトリ組成の領域を設けた４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
圧電基板１０の厚さ：コングルエント組成の領域：３３０μｍ、ストイキオメトリ組成の領域：２０μｍ
比較例３の作製条件は以下である。
圧電基板１０の材料：コングルエント組成の領域の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
圧電基板１０の厚さ：１５０μｍ
圧電基板１０の材料：コングルエント組成の領域の４２°ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板
圧電基板１０の厚さ：１５０μｍ
実施例１および比較例１から３について、２５℃、５０℃および８５℃において共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａを測定した。５０℃および８５℃における共振周波数ｆｒ（または反共振周波数ｆａ）の２５℃における共振周波数ｆｒ（または反共振周波数ｆａ）からの変化量を共振周波数ｆｒ（または反共振周波数ｆａ）の変化量ΔＦとした。温度に対する変化量ΔＦの傾きから周波数温度係数ＴＣＦを算出した。
図３（ａ）は、実施例１および比較例１における共振周波数および反共振周波数の温度依存性を示す図、図３（ｂ）は、共振周波数および反共振周波数の周波数温度係数を示す図である。図４（ａ）は、比較例２および３における共振周波数および反共振周波数の温度依存性を示す図、図４（ｂ）は、共振周波数および反共振周波数の周波数温度係数を示す図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、実施例１は比較例１に比べ変化量ΔＦの絶対値およびＴＣＦの絶対値が小さい。特に共振周波数ｆｒのΔＦおよびＴＣＦの絶対値が小さい。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、比較例２および比較例３は、実施例１および比較例１に比べΔＦの絶対値およびＴＣＦの絶対値が大きい。
コングルエント組成の圧電基板１０を用いた場合、比較例３に比べ比較例１において、ΔＦおよびＴＣＦの絶対値が小さいのは以下の理由による。比較例３のように、タンタル酸リチウム基板等の圧電基板１０を用い弾性波デバイスを形成すると、圧電基板１０が温度により膨張および収縮する。これにより、弾性波デバイスの共振周波数等の周波数温度依存性が大きくなる。そこで、比較例１のように、線熱膨張係数が圧電基板１０の弾性波の伝搬方向（回転ＹカットＸ伝搬基板では、Ｘ軸方向）の線熱膨張係数のより小さい支持基板１２に圧電基板１０を接合する。例えば、回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板のＸ軸方向の線熱膨張係数は１６．１ｐｐｍ／℃、サファイア基板およびシリコン基板の線熱膨張係数はそれぞれ７．７ｐｐｍ／℃および３．９ｐｐｍ／℃である。これにより、支持基板１２が圧電基板１０の膨張および収縮を抑制する。よって、比較例１では比較例３に比べ、弾性波デバイスの周波数温度依存性を抑制できる。しかし、圧電基板１０と支持基板１２の線熱膨張係数は同じ符号のため、周波数温度係数はゼロにはならない。
比較例２と３との比較から、支持基板１２を接合しない場合、圧電基板１０がストイキオメトリ組成の場合とコングルエント組成の場合とで、ＴＣＦは同程度である。一方、実施例１と比較例１との比較から支持基板１２に接合された圧電基板１０をストイキオメトリ組成とすると、コングルエント組成に比べＴＣＦの絶対値が小さくなる。特に共振周波数ｆｒのＴＣＦの絶対値が小さくなる。実施例１と比較例１とでは支持基板１２の材料が異なるものの、コングルエント組成の圧電基板では、支持基板１２をサファイア基板とした場合とシリコン基板とした場合ではＴＣＦは同程度である。よって、実施例１で共振周波数ｆｒのＴＣＦがほぼ０となったのは、圧電基板１０をストイキオメトリ組成としたことと、圧電基板１０を支持基板１２に接合したことと、の相乗効果である。
実施例１によれば、支持基板１２上に接合された圧電基板１０は、弾性波の伝搬方向における線熱膨張係数が伝搬方向における支持基板１２の線熱膨張係数より大きく、ストイキオメトリ組成であるタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる。これにより、周波数温度依存性を抑制できる。スプリアスを抑制するため、圧電基板１０の厚さは、１μｍより大きいことが好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。圧電基板１０の厚さは、弾性波の波長λ以上が好ましく、３λ以上がより好ましい。ＴＣＦの絶対値を小さくするため、圧電基板１０の厚さは、５０μｍ以下が好ましい。
図２（ｃ）のように、支持基板１２と圧電基板１０を接合すると、支持基板１２と圧電基板１０との間にアモルファス層１４が形成される。支持基板１２と圧電基板１０とを接着剤で接合した場合、支持基板１２と圧電基板１０との間には接着剤の層が形成される。
支持基板１２は圧電基板１０より線熱膨張係数が小さく、圧電基板１０はタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であればよいが、支持基板１２はシリコン基板であり、圧電基板１０は回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板であることが好ましい。これにより、周波数温度依存性をより抑制できる。
支持基板１２に圧電基板１０を接合するときに、薄い圧電基板１０を支持基板１２に接合することは難しい。このため、厚い圧電基板１０を支持基板１２に接合し、圧電基板１０を研磨する。ストイキオメトリ組成の圧電基板１０は加工が難しく、例えば研削および研磨の速度が遅い。そこで、図２（ｂ）のように、コングルエント組成の圧電基板１０の両面にリチウムを導入することにより、ストイキオメトリ組成の第１領域１０ａおよび第２領域１０ｃとコングルエント組成の第３領域１０ｂを形成する。図２（ｃ）のように、圧電基板１０の第１領域１０ａ側を支持基板１２に接合する。図２（ｄ）および図２（ｅ）のように、第１領域１０ａが露出するように、支持基板１２に接合された圧電基板１０の第２領域１０ｃおよび第３領域１０ｂを除去する。これにより、除去する圧電基板１０のほとんどがコングルエント組成の領域となる。よって、支持基板１２上に接合されたストイキオメトリ組成の圧電基板１０を簡単に製造できる。
図２（ｄ）のように、第３領域１０ｂが露出するように、第２領域１０ｃをＣＭＰ以外の方法で除去する。図２（ｅ）のように、第１領域１０ａが露出するように、第３領域１０ｂをＣＭＰ法で除去する。ＣＭＰ法以外の方法による第１領域１０ａおよび第２領域１０ｃの除去速度は、ＣＭＰ法による第１領域１０ａおよび第２領域１０ｃの除去速度より大きい。これにより、第１領域１０ａが、第３領域１０ｂの除去のストッパとして機能する。よって、第１領域１０ａの厚さを精度よく設定できる。
第１領域１０ａをストッパとして、第３領域１０ｂを除去すると、リチウム組成比が徐々に変化している領域で圧電基板１０の研磨が停止する。この場合、圧電基板１０の下面（支持基板１２と接合する面）のリチウム組成比は圧電基板１０の上面のリチウム組成比より大きくなる。図２（ｂ）の方法以外でストイキオメトリ組成の圧電基板１０を形成した場合、圧電基板１０の下面のリチウム組成比は圧電基板１０の上面のリチウム組成比より小さくてもよいし、同じでもよい。
実施例２は、実施例１に係る弾性波共振器を用いたデュプレクサの例である。図５は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。図５に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ（第１端子）との間に送信フィルタ４０（第１ラダー型フィルタ）が電気的に接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘ（第２端子）との間の受信フィルタ４２（第２ラダー型フィルタ）が電気的に接続されている。共通端子Ａｎｔとグランドとの間にインダクタＬ１が電気的に接続されている。受信フィルタ４２の通過帯域は送信フィルタ４０の通信帯域より高い。送信フィルタ４０は送信端子Ｔｘに入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに出力し、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに出力し、他の周波数の信号を抑圧する。インダクタＬ１は整合回路として機能する。
送信フィルタ４０は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ１からＳ４（第１直列共振器）、並列共振器Ｐ１からＰ３（第１並列共振器）、並びにインダクタＬ２およびＬ３を有している。直列共振器Ｓ１からＳ４は共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３は共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に並列に接続されている。インダクタＬ２は並列共振器Ｐ１からＰ３とグランドとの間に共通に接続されている。インダクタＬ３は送信端子Ｔｘとグランドとの間に接続されている。インダクタＬ２は受信帯域に減衰極を形成するためのインダクタである。インダクタＬ３は、送信端子Ｔｘのインピーダンス整合のためのインダクタである。
受信フィルタ４２は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ５からＳ８（第２直列共振器）、並列共振器Ｐ４からＰ６（第２並列共振器）、並びにインダクタＬ４からＬ７を有している。直列共振器Ｓ５からＳ８は共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ４からＰ６は共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に並列に接続されている。インダクタＬ４からＬ６は並列共振器Ｐ４からＰ６とグランドとの間に個々に接続されている。インダクタＬ７は受信端子Ｒｘとグランドとの間に接続されている。インダクタＬ４からＬ６は送信帯域に減衰極を形成するためのインダクタである。インダクタＬ７は、受信端子Ｒｘのインピーダンス整合のためのインダクタである。
図６は、実施例２に係るデュプレクサの平面模式図である。図６に示すように、直列共振器Ｓ５からＳ８および並列共振器Ｐ１からＰ３は、圧電薄膜共振器であり、チップ６０に形成されている。チップ６０に形成された配線６１は直列共振器Ｓ５からＳ８および並列共振器Ｐ１からＰ３に接続されている。直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６は、弾性表面波共振器であり、チップ６２に形成されている。チップ６２に形成された配線６３は直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６に接続されている。
チップ６０と６２は、例えばパッケージ（不図示）上に搭載されており、パッケージに形成された配線６６により電気的に接続されている。直列共振器Ｓ５からＳ８と並列共振器Ｐ４からＰ６とは、配線６６に含まれる配線６６ａを介し電気的に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３と直列共振器Ｓ１からＳ４とは、配線６６に含まれる配線６６ｂを介し電気的に接続されている。インダクタＬ１からＬ７は、例えばパッケージに形成された配線により形成される。
ラダー型フィルタでは、主に直列共振器が通過帯域の高周波数側の肩およびスカート特性に寄与し、主に並列共振器が通過帯域の低周波数側の肩およびスカート特性に寄与する。受信帯域が送信帯域より高い場合、送信フィルタ４０の通過特性の高周波数側の肩およびスカート特性の温度依存性が小さいことが好ましい。また、受信フィルタ４２の通過特性の高周波数側の肩およびスカート特性の温度依存性が小さいことが好ましい。このため、送信フィルタ４０の直列共振器Ｓ１からＳ４と受信フィルタ４２の並列共振器Ｐ４からＰ６のＴＣＦが０に近いことが好ましい。そこで、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６に実施例１の弾性波共振器を用いる。これにより、送信帯域と受信帯域との間であるガードバント付近の通過特性の温度依存性を抑制できる。
通過帯域のうちガードバンドと反対側（すなわち送信フィルタ４０の通過特性の低周波数側および受信フィルタ４２の通過特性の高周波数側）の肩およびスカート特性の温度依存性は大きくてもよい。つまり、並列共振器Ｐ１からＰ３および直列共振器Ｓ５からＳ８は、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６よりＴＣＦの絶対値が大きい共振器を用いてもよい。そこで、並列共振器Ｐ１からＰ３および直列共振器Ｓ５からＳ８は、温度依存性以外の特性優先で共振器を選択できる。例えば、並列共振器Ｐ１からＰ３および直列共振器Ｓ５からＳ８として、図６のように、圧電薄膜共振器を用いる。または、比較例１および３のように、コングルエント組成の圧電基板１０上に形成されたＩＤＴを含む共振器を用いる。これにより、デュプレクサの特性をより向上できる。
実施例２として、デュプレクサを例に説明したが、第１ラダー型フィルタおよび第２ラダー型フィルタは、トリプレクサまたはクワッドプレクサ等のマルチプレクサ内の通過帯域が隣接するフィルタであればよい。第１ラダー型フィルタおよび第２ラダー型フィルタの直列共振器および並列共振器の個数はそれぞれ１以上で任意に選択できる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 圧電基板
１０ａ 第１領域
１０ｂ 第３領域
１０ｃ 第２領域
１２ 支持基板
１４ アモルファス層
１６ 電極指
２１ ＩＤＴ
２２ 反射器
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
１０ａ 第１領域
１０ｂ 第３領域
１０ｃ 第２領域
１２ 支持基板
１４ アモルファス層
１６ 電極指
２１ ＩＤＴ
２２ 反射器
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
Claims (9)
- 支持基板と、
前記支持基板上に接合され、弾性波の伝搬方向における線熱膨張係数が前記伝搬方向における前記支持基板の線熱膨張係数より大きく、厚さが１μｍより大きいストイキオメトリ組成であるタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板と、
前記圧電基板の上面上に設けられたＩＤＴと、
を具備する弾性波デバイス。 - 前記支持基板と前記圧電基板との間にアモルファス層を具備する請求項１記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板の下面のリチウム組成比は前記圧電基板の上面のリチウム組成比より大きい請求項１または２記載の弾性波デバイス。
- 前記支持基板はシリコン基板であり、前記圧電基板は回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板である請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
- 共通端子と第１端子との間に直列に接続された第１直列共振器と、前記共通端子と前記第１端子との間に並列に接続された第１並列共振器と、を有する第１ラダー型フィルタと、
前記共通端子と第２端子との間に直列に接続された第２直列共振器と、前記共通端子と前記第２端子との間に並列に接続された第２並列共振器と、を有し、前記第１ラダー型フィルタより通過帯域の高い第２ラダー型フィルタと、
を具備し、
前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は前記ＩＤＴを含む請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイス。 - 前記第１並列共振器および第２直列共振器は、コングルエント組成の圧電基板上に形成されたＩＤＴを含む共振器、または圧電薄膜共振器である請求項５記載の弾性波デバイス。
- 支持基板と、
前記支持基板上に接合され、弾性波の伝搬方向における線熱膨張係数が前記伝搬方向における前記支持基板の線熱膨張係数より大きく、厚さが１μｍより大きいストイキオメトリ組成であるタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板と、
を具備する複合基板。 - コングルエント組成のタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電基板の両面にリチウムを導入することにより、ストイキオメトリ組成の第１領域および第２領域と前記第１領域と前記第２領域との間に設けられたコングルエント組成の第３領域を形成する工程と、
前記圧電基板の前記第１領域側を支持基板に接合する工程と、
前記第１領域が露出するように、前記支持基板に接合された前記圧電基板の前記第２領域および第３領域を除去する工程と、
を含む複合基板の製造方法。 - 前記第２領域および前記第３領域を除去する工程は、
前記第３領域が露出するように、前記第２領域をＣＭＰ法以外の方法で除去する工程と、
前記第１領域が露出するように、前記第３領域をＣＭＰ法で除去する工程と、
を含み、
前記ＣＭＰ法以外の方法による前記第１領域および前記第２領域の除去速度は、前記ＣＭＰ法による前記第１領域および前記第２領域の除去速度より大きい請求項８記載の複合基板の製造方法。
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-
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