JP5195443B2 - Elastic wave device - Google Patents
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本発明は、弾性波装置に関し、特に、IDT電極を有し、弾性表面波や弾性境界波などの弾性波を利用する弾性波装置に関する。 The present invention relates to an elastic wave device, and more particularly, to an elastic wave device having an IDT electrode and using an elastic wave such as a surface acoustic wave or a boundary acoustic wave.
近年、携帯電話機などの通信装置のRF段に使用される弾性表面フィルタ等の弾性波装置に対する低損失化の要求が強まってきている。これに伴い、例えば、下記の特許文献1〜3などにおいて、横モードスプリアスを抑圧することによって弾性波装置の低損失化を図る技術が種々提案されている。
In recent years, there has been an increasing demand for lower loss for acoustic wave devices such as elastic surface filters used in the RF stage of communication devices such as mobile phones. Along with this, for example, in the following
例えば下記の特許文献1には、横モードスプリアスを抑圧することができる弾性波装置として、図21に示す弾性表面波装置が開示されている。図21に示すように、弾性表面波装置100は、IDT電極101と、IDT電極101の弾性表面波伝搬方向の両側に配置されている第1及び第2の反射器102,103とを備えている。弾性表面波装置100のIDT電極101では、ダミー電極104が設けられることによって、電極指の交叉幅が短くされた正規型IDT電極とされている。かつ、IDT電極101は、バスバーと電極指との交差部を結ぶことにより形成される線L100が弾性表面波伝搬方向に対して傾斜するように形成され、隣り合うダミー電極104の長さが変化されている。
For example, the following
また、下記の特許文献2にも、上記の特許文献1と同様に、ダミー電極を設けて電極指の交叉幅を変えることにより横モードスプリアスが抑圧できる旨が記載されている。下記の特許文献2には、特に、IDT電極の導波路部の導波路部長をW0とし、電極指の交叉幅をWとしたときに、W/W0を0.65以上0.75以下とすることにより横モードスプリアスを効果的に抑圧できる旨が記載されている。
Patent Document 2 below also describes that transverse mode spurious can be suppressed by providing a dummy electrode and changing the crossing width of the electrode fingers, as in
さらに、下記の特許文献3には、交叉幅重み付けをIDT電極に対して施すことによって横モードスプリアスを抑圧できる旨が記載されている。具体的には、特許文献3には、図22に示すIDT電極200を有する弾性表面波装置が記載されている。特許文献3には、IDT電極200に対して、交叉幅重み付け包絡線L200が下記式を満たすように交叉幅重み付けを施すことにより、横モードスプリアスを抑圧できる旨が記載されている。
Y=±cos-1(|αX|)・cos(βX)
但し、
X軸:弾性表面波の伝搬方向、
Y軸:弾性表面波伝搬方向Xに垂直な交差幅方向、
IDT電極の範囲:−X0/2≦X≦X0/2、
0<α≦π/X0、
0<β≦π/X0、
である。
Further, Patent Document 3 below describes that transverse mode spurious can be suppressed by applying cross width weighting to the IDT electrode. Specifically, Patent Document 3 describes a surface acoustic wave device having an
Y = ± cos −1 (| αX |) · cos (βX)
However,
X axis: surface acoustic wave propagation direction,
Y axis: intersecting width direction perpendicular to the surface acoustic wave propagation direction X,
Of the IDT electrodes ranges: -X 0/2 ≦ X ≦ X 0/2,
0 <α ≦ π / X 0 ,
0 <β ≦ π / X 0 ,
It is.
しかしながら、本発明者が鋭意研究した結果、単に、ダミー電極を設けることにより電極指の交叉幅を短くした正規型IDT電極とし、かつ、隣り合うダミー電極の長さを変化させたり、IDT電極に交叉幅重み付けを施したりするのみでは、横モードスプリアスを十分に抑圧できなかったり、挿入損失を悪化させたりすることが見出された。 However, as a result of earnest research by the present inventors, it is merely a normal IDT electrode in which the cross width of the electrode fingers is shortened by providing a dummy electrode, and the length of the adjacent dummy electrode is changed, or the IDT electrode It has been found that the transverse mode spurious cannot be sufficiently suppressed or the insertion loss is deteriorated only by applying the cross width weighting.
本発明の目的は、横モードスプリアスが十分に抑圧されており、挿入損失の低い弾性波装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an acoustic wave device in which transverse mode spurious is sufficiently suppressed and insertion loss is low.
本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、圧電基板の上に形成されている正規型IDT電極とを備える弾性波装置に関する。本発明に係る弾性波装置において、正規型IDT電極は、第1及び第2のバスバーと、複数本の第1の電極指と、複数本の第2の電極指と、第1のダミー電極と、第2のダミー電極とを有する。複数本の第1の電極指は、第1のバスバーから第2のバスバーに向かって延びている。複数本の第2の電極指は、第2のバスバーから第1のバスバーに向かって延びている。複数本の第2の電極指は、複数本の第1の電極指と互いに間挿し合っている。第1のダミー電極は、第2の電極指の先端に対してギャップを介して対向している。第1のダミー電極は、第1のバスバーに接続されている。第2のダミー電極は、第1の電極指の先端に対してギャップを介して対向している。第2のダミー電極は、第2のバスバーに接続されている。本発明に係る弾性波装置は、第1の膜と、第2の膜とを備える。第1の膜は、第1のダミー電極の少なくとも一部と、第1の電極指の少なくとも一部とを覆うように、かつギャップに至らないように形成されている。第2の膜は、第2のダミー電極の少なくとも一部と、第2の電極指の少なくとも一部とを覆うように、かつギャップに至らないように形成されている。第1の膜の第2のバスバー側の端面と、第2の膜の第1のバスバー側の端面とのそれぞれは、弾性波伝搬方向に対して傾斜している。 An elastic wave device according to the present invention relates to an elastic wave device including a piezoelectric substrate and a regular IDT electrode formed on the piezoelectric substrate. In the acoustic wave device according to the present invention, the normal IDT electrode includes first and second bus bars, a plurality of first electrode fingers, a plurality of second electrode fingers, and a first dummy electrode. And a second dummy electrode. The plurality of first electrode fingers extend from the first bus bar toward the second bus bar. The plurality of second electrode fingers extend from the second bus bar toward the first bus bar. The plurality of second electrode fingers are interleaved with the plurality of first electrode fingers. The first dummy electrode is opposed to the tip of the second electrode finger via a gap. The first dummy electrode is connected to the first bus bar. The second dummy electrode is opposed to the tip of the first electrode finger via a gap. The second dummy electrode is connected to the second bus bar. The elastic wave device according to the present invention includes a first film and a second film. The first film is formed so as to cover at least a part of the first dummy electrode and at least a part of the first electrode finger so as not to reach the gap. The second film is formed so as to cover at least a part of the second dummy electrode and at least a part of the second electrode finger so as not to reach the gap. Each of the end face on the second bus bar side of the first film and the end face on the first bus bar side of the second film is inclined with respect to the elastic wave propagation direction.
本発明のある特定の局面では、第1及び第2の膜のそれぞれは、金属膜である。この構成によれば、正規型IDT電極の電気抵抗を低減することができる。従って、挿入損失をさらに小さくすることができる。 In a specific aspect of the present invention, each of the first and second films is a metal film. According to this configuration, the electrical resistance of the regular IDT electrode can be reduced. Therefore, the insertion loss can be further reduced.
本発明の他の特定の局面では、第1及び第2の膜のそれぞれは、第1または第2のバスバー並びに第1または第2のダミー電極の少なくとも一部と第1または第2の電極指の少なくとも一部との上に形成されており、AlCu合金からなるAlCu膜と、AlCu膜の上に形成されており、TiからなるTi膜と、Ti膜の上に形成されており、AlからなるAl膜とを有する。 In another specific aspect of the present invention, each of the first and second films includes the first or second bus bar and at least a part of the first or second dummy electrode and the first or second electrode finger. The AlCu film made of an AlCu alloy, the AlCu film, the Ti film made of Ti, the Ti film, and the AlCu film made of AlCu. And an Al film.
本発明の別の特定の局面では、第1及び第2の膜のそれぞれは、第1または第2のバスバー並びに第1または第2のダミー電極の少なくとも一部と第1または第2の電極指の少なくとも一部との上に形成されており、TiからなるTi膜と、Ti膜の上に形成されており、AlCu合金からなるAlCu膜とを有する。 In another specific aspect of the present invention, each of the first and second films includes at least a part of the first or second bus bar and the first or second dummy electrode and the first or second electrode finger. And a Ti film made of Ti, and an AlCu film made of an AlCu alloy.
本発明のさらに他の特定の局面では、弾性波装置は、第1の電極指と第1の膜との間と、第2の電極指と第2の膜との間とに形成されている第1の誘電体膜をさらに備える。 In still another specific aspect of the present invention, the acoustic wave device is formed between the first electrode finger and the first film and between the second electrode finger and the second film. A first dielectric film is further provided.
本発明のさらに別の特定の局面では、弾性波装置は、隣り合う第1の電極指の間と、隣り合う第2の電極指の間とに、第1及び第2の電極指と略面一となるように形成されている第2の誘電体層をさらに備える。 In still another specific aspect of the present invention, the acoustic wave device is substantially in plane with the first and second electrode fingers between the adjacent first electrode fingers and between the adjacent second electrode fingers. And a second dielectric layer formed to be unity.
本発明のまた他の特定の局面では、正規型IDT電極が弾性波伝搬方向に沿って複数設けられており、複数の正規型IDT電極のうちの少なくともひとつの正規型IDT電極が入力側IDT電極とされており、複数の正規型IDT電極のうちの入力側IDT電極以外の正規型IDT電極のうちの少なくともひとつのIDT電極が出力側IDT電極とされている。この構成によれば、横モードスプリアスが十分に抑制されており、挿入損失の小さい縦結合共振子型の弾性波装置を提供することができる。 In another specific aspect of the present invention, a plurality of normal IDT electrodes are provided along the elastic wave propagation direction, and at least one normal IDT electrode among the plurality of normal IDT electrodes is an input-side IDT electrode. At least one IDT electrode of the normal type IDT electrodes other than the input side IDT electrode among the plurality of normal type IDT electrodes is set as the output side IDT electrode. According to this configuration, it is possible to provide a longitudinally coupled resonator type acoustic wave device in which transverse mode spurious is sufficiently suppressed and insertion loss is small.
本発明のまた別の特定の局面では、弾性波装置は、弾性表面波を利用する弾性表面波装置である。 In still another specific aspect of the present invention, the surface acoustic wave device is a surface acoustic wave device that uses surface acoustic waves.
本発明のさらにまた他の特定の局面では、弾性波装置は、弾性境界波を利用する弾性境界波装置である。 In still another specific aspect of the present invention, the elastic wave device is a boundary acoustic wave device using a boundary acoustic wave.
本発明に係る弾性波装置では、第1のバスバー及び第1のダミー電極の少なくとも一部と、第1の電極指の少なくとも一部とを覆うように、かつギャップに至らないように形成されている第1の膜と、第2のバスバー及び第2のダミー電極の少なくとも一部と、第2の電極指の少なくとも一部とを覆うように、かつギャップに至らないように形成されている第2の膜とが設けられており、かつ第1の膜の第2のバスバー側の端面と、第2の膜の第1のバスバー側の端面とのそれぞれが、弾性波伝搬方向に対して傾斜しているため、横モードが散乱され、よって、横モードスプリアスを十分に抑圧することができ、挿入損失を低くすることができる。 The elastic wave device according to the present invention is formed so as to cover at least a part of the first bus bar and the first dummy electrode and at least a part of the first electrode finger and not to reach the gap. The first film, the second bus bar and the second dummy electrode, and the second electrode finger are formed so as to cover at least a part of the second electrode bar and at least a part of the second electrode finger so as not to reach the gap. And an end face of the first film on the second bus bar side and an end face of the second film on the first bus bar side are inclined with respect to the elastic wave propagation direction. Therefore, the transverse mode is scattered, so that the transverse mode spurious can be sufficiently suppressed, and the insertion loss can be reduced.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図であり、図2及び図3は、本実施形態に係る弾性波装置の略図的断面図である。図4は、本実施形態における第1及び第2の膜の平面形状を説明するための模式的平面図である。図1〜図4に示す弾性波装置1は、弾性表面波を利用する1ポート共振子としての弾性表面波装置である。なお、図1〜図3は、略図であり、電極指の本数などは実際の本数よりも少なく記載されている。また、図1において、第1及び第2の膜23,24も、略図的に記載されており、本実施形態における第1及び第2の膜23,24の実際の平面形状は、図4に記載されている。
FIG. 1 is a schematic plan view of an elastic wave device according to the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views of the elastic wave device according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the planar shapes of the first and second films in the present embodiment. A surface
図2及び図3に示すように、弾性波装置100は、圧電基板13を備えている。本実施形態では、圧電基板13は、カット角が126°であるLiNbO3基板により構成されている。もっとも、圧電基板13は、LiTaO3などのLiNbO3以外の圧電材料により形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
圧電基板13の上には、図1に示す電極17が形成されている。電極17は、正規型IDT電極10と、正規型IDT電極10の弾性表面波伝搬方向xの両側に配置されている第1及び第2の反射器11,12とを有する。ここで、「正規型IDT電極」とは、電極指の交叉幅が弾性表面波の伝搬方向xにおいて一定であるIDT電極のことである。
An
図1に示すように、正規型IDT電極10は、互いに間挿し合う第1及び第2のくし歯電極10a、10bとを備えている。第1のくし歯電極10aは、第1のバスバー10cと、弾性表面波伝搬方向xに沿って配列されている複数本の第1の電極指10dとを備えている。複数本の第1の電極指10dのそれぞれは、第1のバスバー10cに接続されている。複数本の第1の電極指10dは、第1のバスバー10cから第2のバスバー10fに向かって延びている。同様に、第2のくし歯電極10bは、第2のバスバー10fと、弾性表面波伝搬方向xに配列されている複数本の第2の電極指10gとを備えている。複数本の第2の電極指10gのそれぞれは、第2のバスバー10fに接続されている。複数本の第2の電極指10gは、第2のバスバー10fから第1のバスバー10cに向かって延びている。この複数本の第2の電極指10gと、上記の複数本の第1の電極指10dとは、互いに間挿し合っている。
As shown in FIG. 1, the
また、第1のくし歯電極10aには、弾性表面波伝搬方向xに沿って配列されており、第1のバスバー10cに接続されている複数本の第1のダミー電極10eが設けられている。この第1のダミー電極10eは、第2の電極指10gの先端に対してギャップを介して対向している。一方、第2のくし歯電極10bには、弾性表面波伝搬方向xに沿って配列されており、第2のバスバー10fに接続されている複数本の第2のダミー電極10hが設けられている。この第2のダミー電極10hは、第1の電極指10dの先端に対してギャップを介して対向している。このように、本実施形態では、第1及び第2のダミー電極10e、10hが設けられることにより、電極指の交叉幅が小さくされている。
The
なお、電極17は、例えば、Cu,Al、Ag、Au、Ptなどの適宜の導電材料により形成することができる。電極17は、例えば、複数の導電膜が積層された積層膜により構成されていてもよい。具体的には、本実施形態では、図2及び図3に示すように、電極17は、圧電基板13の上に形成されており、Tiからなる密着層としてのTi膜14と、Ti膜14の上に形成されており、Cuからなる主導電膜としてのCu層15と、Cu層15の上に形成されており、AlCuからなる保護層としてのAlCu膜16との積層膜により構成されている。なお、例えば、Ti膜14,Cu膜15及びAlCu膜16の膜厚は、特に限定されないが、例えば、Ti膜14:20nm、Cu膜15:48nm、AlCu膜16:10nmとすることができる。
The
図2及び図3に示すように、電極17が形成されている領域内において、電極17が形成されていない部分には、電極17と略面一となるように第2の誘電体層18が形成されている。この第2の誘電体層18によって、電極指間の溝などが埋められている。なお、第2の誘電体層18は、特に限定されないが、例えば、SiO2膜や窒化ケイ素膜などにより構成することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the region where the
また、電極17の上には、周波数温度特性を改善するための第1の誘電体層19が形成されている。具体的には、第1の誘電体層19は、例えば、SiO2や窒化ケイ素などの誘電体材料により形成されている。
A
詳細には、第1の誘電体層19は、IDT電極10の弾性表面波が励振される領域の上に形成されている。すなわち、第1の誘電体層19は、第1及び第2の電極指10d、10gと、第1及び第2の電極指10d、10g間の第2の誘電体層18を覆うように形成されている。なお、第1及び第2のバスバー10c、10fの少なくとも一部は、第1の誘電体層19によって覆われていない。
Specifically, the
本実施形態の弾性波装置1には、図1に示すように、第1のバスバー10c及び第1のダミー電極10eの少なくとも一部と、第1の電極指10dの少なくとも一部とを覆うように、第1の膜23が形成されている。すなわち、第1の膜23は、第1の電極指10dの少なくとも一部と、第1のバスバー10cの少なくとも一部を覆うものであってもよいし、第1の電極指10dの少なくとも一部と、第1のダミー電極10eの少なくとも一部を覆うものであってもよい。また、第1の膜23は、第1の電極指10dの少なくとも一部と、第1のバスバー10cの少なくとも一部と、第1のダミー電極10eの少なくとも一部を覆うものであってもよい。第1の膜23は、電極指とダミー電極との間のギャップには至らないように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、弾性波装置1には、第2のバスバー10f及び第2のダミー電極10hの少なくとも一部と、第2の電極指10gの少なくとも一部とを覆うように形成されている。このすなわち、第2の膜24は、第2の電極指10gの少なくとも一部と、第2のバスバー10fの少なくとも一部を覆うものであってもよいし、第2の電極指10gの少なくとも一部と、第2のダミー電極10hの少なくとも一部を覆うものであってもよい。また、第2の膜24は、第2の電極指10gの少なくとも一部と、第2のバスバー10fの少なくとも一部と、第2のダミー電極10hの少なくとも一部を覆うものであってもよい。第2の膜24は、電極指とダミー電極との間のギャップには至らないように形成されている。
The
そして、第1の膜23の第2のバスバー10f側の端面23aと、第2の膜24の第1のバスバー10c側の端面24aとのそれぞれは、弾性表面波伝搬方向xに対して傾斜している。従って、下記の実施例においても裏付けられるように、第1及び第2の膜23,24が形成されている領域において、弾性表面波の反射が不規則となり、横モードの定在波が発生することを抑制できる。その結果、横モードスプリアスを十分に抑圧することができ、挿入損失を低くすることができる。
The
なお、本実施形態では、第1の膜23の端面23aと、第2の膜24の端面24aとの弾性表面波伝搬方向xと直交する交差幅方向yにおいて向かい合っている部分同士は、非平行である。但し、第1の膜23の端面23aと、第2の膜24の端面24aとの弾性波伝搬方向xと直交する交差幅方向yにおいて向かい合っている部分同士は平行でもよい。
In the present embodiment, the portions of the
また、第1及び第2の膜23,24は、ギャップには至らないように形成されている。このため、第1及び第2の電極指10d、10gの交差部には第1及び第2の膜23,24は存在しない。このため、第1及び第2の膜23,24は、第1及び第2の電極指10d、10gの交差部に集中している弾性表面波の主要モードにはほとんど影響を与えない。
The first and
第1及び第2の膜23,24の形状は、横モードの定在波が発生しないように、弾性表面波を不規則に反射できる形状である限り特に限定されない。具体的には、平面視において、第1及び第2の膜23,24の形状は、端面23a、24aが弾性表面波xの伝搬方向に対して傾斜していると限りにおいて特に限定されない。
The shape of the first and
具体的には、本実施形態では、図1及び図4に示すように、第1の膜23の端面23aは、弾性表面波伝搬方向xに対して所定の角度を向くように相互に平行に位置している複数の第1の端面部23bと、第1の端面部23bとは異なる方向を向くように相互に平行に位置している複数の第2の端面部23cとによって構成されている。これら第1及び第2の端面部23b、23cは、弾性表面波伝搬方向xにおいて交互に位置している。
Specifically, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 4, the end surfaces 23 a of the
第2の膜24の端面24aは、弾性表面波伝搬方向xに対して所定の角度を向くように相互に平行に位置している複数の第1の端面部24bと、第1の端面部24bとは異なる方向を向くように相互に平行に位置している複数の第2の端面部24cとによって構成されている。これら第1及び第2の端面部24b、24cは、弾性表面波伝搬方向xにおいて交互に位置している。第2の膜24の第1の端面部24bは、第1の膜23の第1の端面部23bと交差幅方向yにおいて向かい合っている。第1の端面部24bと第1の端面部23bとは、相互に非平行である。また、第2の膜24の第2の端面部24cは、第1の膜23の第2の端面部23cと交差幅方向yにおいて向かい合っている。第2の端面部24cと第2の端面部23cとは、相互に非平行である。
The
図2に示すように、第1及び第2のバスバー10c、10fの上には、第1の誘電体層19が形成されていないため、第1及び第2の膜23,24は、第1及び第2のバスバー10c、10fと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, since the
なお、第1及び第2の膜23,24は、横モードを反射できるものである限りにおいて特に限定されない。第1及び第2の膜23,24は、例えば、1または複数の金属膜により構成することができる。第1及び第2の膜23,24を金属膜により構成することによって、第1及び第2のバスバー10c、10fの電気抵抗を小さくすることができ、よって、挿入損失をさらに小さくすることができるからである。
The first and
図2に示すように、本実施形態では、具体的には、第1及び第2の膜23,24は、電極17の上に形成されており、AlCu合金からなるAlCu膜20と、AlCu膜20の上に形成されており、TiからなるTi膜21と、Ti膜21の上に形成されており、AlからなるAl膜22により構成されている。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, specifically, the first and
なお、第1及び第2の膜23,24の膜厚は、特に限定されないが、第1及び第2の膜23,24の下方における横モードの振動が、第1及び第2の膜23,24の表面にまで伝達されない厚さであることが好ましい。具体的には、第1及び第2の膜23,24の膜厚は、500nm〜1500nm程度に設定することができる。
The film thickness of the first and
次に、本実施形態の弾性波装置1の製造方法について説明する。まず、圧電基板13を用意する。次に、圧電基板13の表面全体に先行膜を形成する。先行膜の形成方法は、先行膜の形成材料によって適宜選択することができる。先行膜は、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。
Next, a method for manufacturing the
次に、電極17の形状に対応した開口を有するレジスト膜を先行膜の上に形成する。そして、そのレジスト膜の上からエッチングすることにより先行膜の開口に対応した部分を除去する。次に、レジスト膜の上から導電膜を形成する。導電膜の形成方法は、特に限定されない。導電膜は、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。次に、リフトオフすることにより、レジスト膜及びレジスト膜上の導電膜を除去することにより、第2の誘電体層18と電極17とを形成する。
Next, a resist film having an opening corresponding to the shape of the
次に、圧電基板13の上に誘電体膜を形成する。そして、その誘電体膜を所望の形状にパターニングすることにより誘電体膜から第1の誘電体層19を形成する。具体的には、誘電体膜の上に、所定のパターンのレジスト膜を形成する。そのレジスト膜の上からエッチングした後に、レジスト膜を剥離することにより第1の誘電体層19を形成する。
Next, a dielectric film is formed on the
最後に、第1及び第2の膜23,24を圧電基板13の上に形成する。具体的には、第1及び第2の膜23,24の形状に対応した形状の開口を有するレジスト膜を圧電基板13の上に形成する。そのレジスト膜の上から膜を形成し、レジスト膜を剥離することによって第1及び第2の膜23,24を形成する。以上の工程によって、弾性波装置1を完成させることができる。
Finally, the first and
以上説明した本実施形態の弾性波装置1は、例えば、縦結合共振子型弾性波フィルタやデュプレクサやトリプレクサなどのアンテナ共用機などに用いることができる。弾性波装置1では、横モードスプリアスが抑圧されているため、弾性波装置1を用いて縦結合共振子型弾性波フィルタやアンテナ共用機を構成することにより、通過帯域におけるスプリアスを抑圧することができる。
The
なお、本実施形態では、本発明を実施した弾性波装置の一例として、弾性表面波装置を例に挙げたが、本発明に係る弾性波装置は、弾性表面波装置に限定されない。例えば、本発明に係る弾性波装置は、弾性境界波を利用した弾性境界波装置であってもよい。その場合は、図2及び図3に示す第1の誘電体層19が、弾性境界波が励振されるような厚さに形成される。
In the present embodiment, the surface acoustic wave device is taken as an example of the surface acoustic wave device embodying the present invention, but the surface acoustic wave device according to the present invention is not limited to the surface acoustic wave device. For example, the elastic wave device according to the present invention may be a boundary acoustic wave device using a boundary acoustic wave. In that case, the
以下、実施例を参照しつつ、本発明について具体的に説明する。なお、以下の説明において、上記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。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. In the following description, members having substantially the same functions as those of the above-described embodiment are referred to by common reference numerals, and description thereof is omitted.
(第1の実施例)
本実施例では、以下の設計パラメータに従って図1〜図4に示す弾性波装置1を作製し、レーザー微小変位計を用いて、7次の横モードのスプリアスに対応する周波数(1005MHz)を弾性波装置に印加したときの励振の観察を行った。また、980MHzから1060MHzの範囲の周波数でインピーダンス(Z)測定を行った。第1の実施例の弾性波装置の励振観察結果を図5に示す。また、インピーダンス測定結果を図6に示す。なお、図5及び下記の図15,図18に示すデータは、交叉幅が6.4λである場合のデータである。ここで、λは、IDT電極の波長であり、本実施例では、3.74μmである。また、図5及び下記の図15,18において、太い実線が正方向の大きな変位を表し、細い実線が正方向の小さな変位を表し、太い破線が負方向の大きな変位を表し、細い破線が負方向の小さな変位を表す。また、実線及び破線が記載されていない領域は、定在波が観察されなかった領域を表している。また、図6及び、下記の図8、図10、図12及び図16に示すグラフにおいて、実線は、交叉幅が6.4λのグラフを示しており、一点破線は、交叉幅が9.6λのときのグラフを示しており、二点破線は、交叉幅が11.2λのときのグラフを示している。
(First embodiment)
In this embodiment, the
圧電基板13:カット角が126°のLiNbO3基板
Ti膜14の厚さ:20nm
Cu膜15の厚さ:48nm
AlCu膜16の厚さ:10nm
第1及び第2の誘電体層19,18:SiO2膜
第1の誘電体層19の厚さ:276nm
IDT電極10のピッチ:1.87μm
開口長:16λ(但し、λは、励振される弾性表面波の波長である。)
電極指本数:321本
交叉幅:6.4λ、9.6λ、11.2λ
AlCu膜20の厚さ:500nm
Ti膜21の厚さ:200nm
Al膜22の厚さ:1140nm
第1の端面部23b、24bと第2の端面部23c、24cとにより構成される山部の数量:各々16個
Piezoelectric substrate 13: LiNbO 3 substrate with a cut angle of 126 °
The thickness of the AlCu film 16: 10 nm
First and second dielectric layers 19, 18: SiO 2 film Thickness of first dielectric layer 19: 276 nm
Aperture length: 16λ (where λ is the wavelength of the surface acoustic wave to be excited)
Number of electrode fingers: 321 Crossing width: 6.4λ, 9.6λ, 11.2λ
The thickness of the AlCu film 20: 500 nm
Number of peaks formed by the first
(第2の実施例)
図7は、第2の実施例における第1及び第2の膜の平面形状を説明するための模式的平面図である。第2の実施例では、第1及び第2の膜23,24の形状が異なる以外は、上記の第1の実施例と同様の弾性波装置を作製し、上記の第1の実施例と同様にして、インピーダンス(Z)測定を行った。インピーダンス測定結果を図8に示す。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a schematic plan view for explaining the planar shapes of the first and second films in the second embodiment. In the second embodiment, except that the shapes of the first and
具体的には、この第2の実施例では、上記の第1の実施例と比較して、第1の端面部23b、24bと第2の端面部23c、24cとにより構成される山部の数量が少なくされている。詳細には、第2の実施例における第1の端面部23b、24bと第2の端面部23c、24cとにより構成される山部の数量は、各々4個とされている。
Specifically, in the second embodiment, as compared with the first embodiment described above, the peak portion constituted by the first
(第3の実施例)
図9は、第3の実施例における第1及び第2の膜の平面形状を説明するための模式的平面図である。第3の実施例では、第1及び第2の膜23,24の形状が異なる以外は、上記の第1の実施例と同様の弾性波装置を作製し、上記の第1の実施例と同様にして、インピーダンス(Z)測定を行った。インピーダンス測定結果を図10に示す。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a schematic plan view for explaining the planar shapes of the first and second films in the third embodiment. In the third embodiment, except that the shapes of the first and
具体的には、この第3の実施例では、端面23a、24aは、一対の第1の端面部23b、24b及び第2の端面部23c、24cによって構成されている。第3の実施例において、第1の端面部23b、24bと第2の端面部23c、24cとは、第1の膜23と第2の膜24との間の交差幅方向yに沿った間隔が弾性波伝搬方向xにおける中央部において最も大きくなるように形成されている。
Specifically, in the third embodiment, the end surfaces 23a and 24a are constituted by a pair of first
(第4の実施例)
図11は、第4の実施例における第1及び第2の膜の平面形状を説明するための模式的平面図である。第4の実施例では、第1及び第2の膜23,24の形状が異なる以外は、上記の第1の実施例と同様の弾性波装置を作製し、上記の第1の実施例と同様にして、インピーダンス(Z)測定を行った。インピーダンス測定結果を図12に示す。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a schematic plan view for explaining the planar shapes of the first and second films in the fourth embodiment. In the fourth embodiment, an elastic wave device similar to that of the first embodiment is manufactured except that the shapes of the first and
具体的には、この第4の実施例では、端面23a、24aは、一対の第1の端面部23b、24b及び第2の端面部23c、24cによって構成されている。第4の実施例において、第1の端面部23b、24bと第2の端面部23c、24cとは、第1の膜23と第2の膜24との間の交差幅方向yに沿った間隔が弾性波伝搬方向xにおける中央部において最も小さくなるように形成されている。
Specifically, in the fourth embodiment, the end surfaces 23a and 24a are constituted by a pair of first
(第1の比較例)
図13は、第1の比較例に係る弾性波装置の略図的平面図である。図14は、第1の比較例に係る弾性波装置の略図的断面図である。図13及び図14に示すように、第1の比較例では、第1及び第2の膜23,24が設けられていない以外は、第1の実施例と同様の弾性波装置を作製し、上記の第1の実施例と同様にして、レーザー微小変位計を用いて励振の観察を行うと共に、インピーダンス(Z)測定を行った。第1の実施例の弾性波装置の励振観察結果を図15に示す。また、インピーダンス測定結果を図16に示す。
(First comparative example)
FIG. 13 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a first comparative example. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave device according to a first comparative example. As shown in FIGS. 13 and 14, in the first comparative example, an elastic wave device similar to that in the first example is manufactured except that the first and
(第2の比較例)
図17は、第2の比較例に係る弾性波装置の略図的平面図である。図17に示すように、第2の比較例では、第1及び第2の膜23,24を設ける替わりに、第1及び第2のバスバー10c、10fの端面を弾性波伝搬方向に対して傾斜させたこと以外は、上記第1の実施例と同様にして弾性波装置300を作製した。そして、作製した弾性波装置について、上記の第1の実施例と同様にして、レーザー微小変位計を用いて励振の観察を行った。第2の比較例の弾性波装置の励振観察結果を図18に示す。
(Second comparative example)
FIG. 17 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a second comparative example. As shown in FIG. 17, in the second comparative example, instead of providing the first and
図16に示す結果から、第1及び第2の膜23,24が設けられておらず、正規型IDT電極が用いられている第1の比較例においては、3次〜11次の奇数次の横モードが励振されており、これらの奇数次の横モードに対応する横モードスプリアスが発生していることがわかる。また、図15に示すように、7次の横モードのスプリアスの周波数(1005MHz)を印加した場合に、交差幅方向yに沿って7つの腹を有し、弾性波伝搬方向に対して平行に延びる7次の定在波が観察されることから、図15に示す観察結果からも、7次の奇数次の横モードが励振されていることがわかる。
From the results shown in FIG. 16, in the first comparative example in which the first and
同様に、図18に示す結果から、第1及び第2の膜23,24を設けず、第1及び第2のバスバー10c、10fの端面を弾性波伝搬方向に対して傾斜させた第2の比較例の場合においても、奇数次の横モードが発生していることがわかる。
Similarly, from the result shown in FIG. 18, the first and
この結果から、第1及び第2の膜23,24が設けられておらず、正規型IDT電極が用いられている場合や、第1及び第2の膜23,24を設けず、第1及び第2のバスバー10c、10fの端面を弾性波伝搬方向に対して傾斜させた場合は、横モードの定在波に起因する横モードスプリアスを十分に抑圧することができないことがわかる。なお、偶数次の横モードは、電極内で電気的にキャンセルされるため、励振されない。
From this result, the first and
それに対して、第1及び第2の膜23,24が設けられている第1〜第4の実施例では、図5,6,8,10,12に示す結果から、第1及び第2の膜23,24の形状に関わらず、奇数次の横モードスプリアスが抑圧されていることがわかる。これは、弾性波伝搬方向に対して傾斜している端面23a、24aにおいて横モードが散乱されて横モードの振動が弱められているためであると考えられる。横モードが散乱されていることは、図5において、横モードが弾性波伝搬方向に対して傾斜した方向に沿っていることにより裏付けられる。
On the other hand, in the first to fourth embodiments in which the first and
なお、図5では、第1及び第2の膜23,24が存在する部分においては横モードが観察されなかったが、これは、第1及び第2の膜23,24の表面における振動を観察しているためであり、第1及び第2の膜23,24の下方においては、横モードの振動が存在しているものと考えられる。第1及び第2の膜23,24の下方における横モードの振動は、第1及び第2の膜23,24の厚み方向において圧電基板13から離れるに従って減衰し、第1及び第2の膜23,24の表面にまでは実質的に伝達されないものと考えられる。
In FIG. 5, the transverse mode was not observed in the portion where the first and
(第1の変形例)
上記実施形態では、第1及び第2の膜23,24が、AlCu膜20と、Ti膜21と、Al膜22とにより構成される例について説明した。但し、本発明において、第1及び第2の膜23,24の構成はこの構成に限定されない。例えば、図19に示すように、第1及び第2の膜23,24は、電極17の上に形成されており、TiからなるTi膜25と、Ti膜25の上に形成されており、AlCuからなるAlCu膜26とにより構成されていてもよい。また、第1及び第2の膜23,24は、単一の金属膜により構成されていてもよいし、金属膜以外の膜により構成されていてもよい。
(First modification)
In the above embodiment, the example in which the first and
また、本実施形態では、第1の端面部23b、24b及び第2の端面部23c、24cが平面視において直線状である例について説明したが、第1の端面部23b、24b及び第2の端面部23c、24cは、平面視において直線状でなくてもよく、曲線状であってもよい。
In the present embodiment, the first
(第2の変形例)
上記実施形態では、弾性表面波を利用する1ポート共振子としての弾性表面波装置について説明した。但し、本発明の弾性波装置は、1ポート共振子に限定されない。本発明は、縦結合共振子型弾性波フィルタにも適用可能である。すなわち、本発明の弾性波装置は、例えば図20に示すような縦結合共振子型弾性波フィルタであってもよい。
(Second modification)
In the above embodiment, the surface acoustic wave device as a one-port resonator using surface acoustic waves has been described. However, the acoustic wave device of the present invention is not limited to a 1-port resonator. The present invention is also applicable to a longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter. That is, the acoustic wave device of the present invention may be a longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter as shown in FIG.
図20に示す縦結合共振子型弾性波フィルタ1aは、図1に示す正規型IDT電極10を複数有する。具体的には、縦結合共振子型弾性波フィルタ1aは、弾性波伝搬方向xに沿って配列された3個の正規型IDT電極10j、10k、10lを備えている。3個の正規型IDT電極10j、10k、10lのうち、中央の正規型IDT電極10kは、入力端子に接続されており、入力側IDT電極を構成している。また、正規型IDT電極10j、10lは、出力端子に接続されており、出力側IDT電極を構成している。
A longitudinally coupled resonator type
正規型IDT電極10j、10k、10lが設けられている領域の弾性波伝搬方向xの両側には、第1及び第2の反射器11,12が配置されている。
The first and
上述のように、正規型IDT電極10では、第1の膜23の第2のバスバー10f側の端面23aと、第2の膜24の第1のバスバー10c側の端面24aとのそれぞれが、弾性表面波伝搬方向xに対して傾斜している。よって、第1及び第2の膜23,24が形成されている領域において、弾性表面波の反射が不規則となり、横モードの定在波が発生することを抑制できる。従って、横モードスプリアスの発生を抑制することができ、挿入損失の小さい縦結合共振子型弾性波フィルタ1aを実現することができる。
As described above, in the
なお、本変形例における正規型IDT電極10j、10k、10lの設計パラメータの一例を以下に示す。下記に示す設計パラメータ以外の設計パラメータは上記実施形態の設計パラメータと同様である。
正規型IDT電極10jの電極の本数:22本
正規型IDT電極10kの電極の本数:39本
正規型IDT電極10lの電極の本数:22本
第1の端面部23b、24bと第2の端面部23c、24cとにより構成される山部の数量:各々6個
An example of the design parameters of the
Number of electrodes of normal
1…弾性波装置
10…正規型IDT電極
10a…第1のくし歯電極
10b…第2のくし歯電極
10c…第1のバスバー
10d…第1の電極指
10e…第1のダミー電極
10f…第2のバスバー
10g…第2の電極指
10h…第2のダミー電極
11…第1の反射器
12…第2の反射器
13…圧電基板
14…Ti膜
15…Cu膜
16…AlCu膜
17…電極
18…第2の誘電体層
19…第1の誘電体層
20…AlCu膜
21…Ti膜
22…Al膜
23…第1の膜
24…第2の膜
23a…端面
23b…第1の端面部
23c…第2の端面部
24…第2の膜
24a…端面
24b…第1の端面部
24c…第2の端面部
25…Ti膜
26…AlCu膜
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記正規型IDT電極は、第1及び第2のバスバーと、
前記第1のバスバーから前記第2のバスバーに向かって延びる複数本の第1の電極指と、
前記第2のバスバーから前記第1のバスバーに向かって延び、前記複数本の第1の電極指と互いに間挿し合う複数本の第2の電極指と、
前記第2の電極指の先端に対してギャップを介して対向しており、前記第1のバスバーに接続されている第1のダミー電極と、
前記第1の電極指の先端に対してギャップを介して対向しており、前記第2のバスバーに接続されている第2のダミー電極とを有し、
前記第1のダミー電極の少なくとも一部と、前記第1の電極指の少なくとも一部とを覆うように、かつ前記ギャップに至らないように形成されている第1の膜と、
前記第2のダミー電極の少なくとも一部と、前記第2の電極指の少なくとも一部とを覆うように、かつ前記ギャップに至らないように形成されている第2の膜とを備え、
前記第1の膜の前記第2のバスバー側の端面と、前記第2の膜の前記第1のバスバー側の端面とのそれぞれは、弾性波伝搬方向に対して傾斜している、弾性波装置。 An acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate and a regular IDT electrode formed on the piezoelectric substrate,
The regular IDT electrode includes first and second bus bars;
A plurality of first electrode fingers extending from the first bus bar toward the second bus bar;
A plurality of second electrode fingers extending from the second bus bar toward the first bus bar and interdigitated with the plurality of first electrode fingers;
A first dummy electrode facing the tip of the second electrode finger via a gap and connected to the first bus bar;
A second dummy electrode facing the tip of the first electrode finger via a gap and connected to the second bus bar;
A first film formed so as to cover at least part of the first dummy electrode and at least part of the first electrode finger and not to reach the gap;
A second film formed to cover at least a part of the second dummy electrode and at least a part of the second electrode finger and not to reach the gap;
Each of the end face on the second bus bar side of the first film and the end face on the first bus bar side of the second film is inclined with respect to the elastic wave propagation direction. .
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