JP5339582B2 - 弾性波デバイス - Google Patents
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Description
[弾性波デバイスの構成]
図1Aは、本実施形態にかかる弾性波デバイスの平面図である。図1Bは、図1Aのa−a´線断面図である。
このように、周波数調整膜5のパターニングによって、弾性波デバイスの周波数特性の調整が可能になる。そこで、本実施形態では、1枚のウエハ(圧電基板2)上に形成される複数の弾性波デバイスの周波数調整を周波数調整膜5のパターニングによって行う例について説明する。ここでは、ウエハ上の各弾性波デバイスにおける周波数調整膜5の面積をウエハ内の周波数分布に応じて調整することにより、一度の成膜でウエハにおける弾性波デバイスの周波数調整する例を説明する。
次に、図6および図7で示した弾性波デバイスの製造方法を説明する。図8A〜図8Bは、ウエハ上に形成される弾性波デバイスの製造工程を示す図である。図8A〜図8Bでは、説明を簡単にするため、ウエハの一部のみ示している。
図9Aは、本実施形態の変形例にかかる弾性波デバイスの平面図である。図9Bは、図9Aのa−a´線断面図である。図9Aおよび図9Bに示す例では、周波数調整膜5は、SiO2膜4の上部全体に100%成膜され、さらにその上に、ウエハの周波数分布に合わせたパターンが形成される。この構成では、周波数調整膜5を100%成膜してウエハ面内の弾性波デバイスの周波数特性を中心周波数に合わせた後に、ウエハ面内の周波数分布を調整することが可能である。すなわち、同一圧電基板2(ウエハ)上において、周波数のウエハ面内分布に合わせた面積分布を持つように周波数調整膜5のパターンを作成することで、面内の周波数分布を調整できる。
上述の実施形態においては、周波数調整膜5には、下に形成される膜(SiO2膜4)より音速が速い材料が用いられていた。この場合、周波数調整膜5がSiO2膜4と接する面積が広くなる程、弾性波デバイスの共振周波数(または反共振周波数)が高周波側に遷移する。これに対して、下の膜(SiO2膜4)よりも音速の遅い材料を、周波数調整膜5に用いてもよい。この場合、周波数調整膜5が下のSiO2膜4に接する面積が広くなる程、弾性波デバイスの共振周波数(または反共振周波数)は低周波側に遷移することになる。
上記実施形態では、1つのウエハにおいて周波数調整膜5は同じ材料で形成されているが、周波数調整膜5は、2種類以上の材料で構成されてもよい。すなわち、同一の圧電基板(ウエハ)2上においてSiO2膜4に接する周波数調整膜5が2種類あり、それぞれの音速が異なるように形成することができる。例えば、ウエハ上の共振器のうち共振周波数が中心周波数より高い共振器には、SiO2膜4より音速の速い材料で周波数調整膜5を形成し、共振周波数が中心周波数より低い共振器には、SiO2膜4より音速の遅い材料で周波数調整膜5を形成することもできる。
図10Aおよび図10Bは、本実施形態にかかる弾性波デバイスの断面図である。本実施形態では、圧電基板2上にくし型電極3および反射器3a、3bを覆うように形成されるSiO2膜4の一部に、他の部分より厚さが大きくなる部分が形成されている。これにより、SiO2膜4は、周波数調整膜の機能も兼ね備える。図10Aおよび図10Bに示す構成は、同一圧電基板2上においてSiO2表面の一部をエッチングすることにより形成することができる。図10BにおけるSiO2膜4の方が、図10AにおけるSiO2膜4よりもエッチングする面積が広い。図10Aおよび図10Bに示す例では、エッチングする面積が広いほど、弾性波の周波数は高周波側へ遷移することになる。このように、同一圧電基板2上においてエッチングする面積を変えることで周波数の面内ばらつきを低減した弾性表面波デバイスを作成することができる。
図11Aは、本実施形態にかかる弾性波デバイスの平面図であり、図11Bは、図11Aのa―a´線断面図である。図11Aおよび図11Bに示す構成においては、圧電基板2上にCu等の導電性材料からなるくし型電極3および反射器3a、3bが形成されている。くし型電極3および反射器3a、3bを覆うようにSiO2膜4が形成され、SiO2膜4上に周波数調整膜として金属膜(または絶縁膜)5aが形成されている。さらに、この金属膜5aを覆うように金属膜(または絶縁膜)5aと音速の異なる絶縁膜5bが形成されている。絶縁膜5bの表面には、金属膜5aのパターンが反映されている。これらの周波数調整膜(5aおよび5b)により、厚みが他の部分より大きくなる部分が励起領域に存在することになる。すなわち、金属膜5a(または絶縁膜)がSiO2膜4と接する部分の厚みが他の部分より大きくなっている。
図14Aおよび図14Bは、本実施形態にかかる弾性波デバイスの断面図である。図14Aおよび図14Bに示す構成においては、圧電基板2上にくし型電極3および反射器3a、3bを覆うように形成されるSiO2膜4の一部に、他の部分より厚さが大きくなる部分が形成されている。さらに、このSiO2膜4を覆うようにAl2O3膜5bが形成されている。Al2O3膜5bの表面には、SiO2膜4のパターンが反映される。図14Aの方が、図14Bよりも、SiO2表面において厚みが大きくなる部分の面積の全体に対する割合が広い。この面積の割合により、弾性波デバイスの周波数が調整される。これら図14Aおよび図14Bに示す構成において、SiO2膜4は、周波数調整膜の機能も兼ね備えている。
図15Aおよび図15Bは、本実施形態にかかる弾性表面波デバイスの断面図である。これらの弾性表面波デバイスは、圧電基板2上にAl等の導電性材料からなるくし型電極3および反射器3a、3bが形成され、その上に周波数調整膜5が形成される。周波数調整膜5が形成される面積の全体における割合により、弾性表面波デバイスの周波数が調整される。図15Bの方が、図15Aよりも、周波数調整膜5が形成される面積の全体に対する割合が広い。周波数調整膜5の材料には、例えば、SiO2が用いられる。この場合、励起領域における周波数調整膜5の面積の割合が大きい程、周波数は低周波側へ遷移する。このように、同一の圧電基板2上で周波数調整膜5の面積を変えることで周波数の面内ばらつきを低減した弾性表面波デバイスを作成することができる。
図17Aは、本実施形態にかかる弾性波デバイスの平面図である。図17Bは、図17Aのa―a´線断面図である。図17Aおよび図17Bに示す例では、周波数調整膜5がSiO2膜4上の全体の左半分の部分に接するように設けられている。この場合、周波数調整膜5がSiO2膜4上で占める面積の割合は50%である。そのため、励起領域における周波数調整膜5が占める面積の割合も50%である。なお、周波数調整膜5は、例えば、厚さ50nmで形成される。
図18は、本実施形態にかかるラダー型のフィルタを構成する弾性波デバイスの平面図である。このフィルタは、圧電基板上2に設けられた直列共振器S1〜S3、並列共振器P1、P2およびこれらを接続する配線パターンにより構成される。各共振器は、圧電基板2上に、くし型電極3および反射器3a、3bが設けられ、さらにこれらを覆うようにSiO2膜4が設けられて構成されている。
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
圧電性を有する圧電基板と、
圧電基板に設けられた複数の電極指を有するくし型電極と、
前記くし型電極の少なくとも一部を覆うように設けられた少なくとも1層の調整媒質とを備え、
前記電極指および電極指間のスペースが前記圧電基板上で占める励起領域において、前記調整媒質により他の部分より厚みが大きくなる領域の面積Tにより、周波数特性が調整されて形成される、弾性波デバイス。
前記圧電基板上に形成された複数の弾性波デバイスであって、
前記複数の弾性波デバイスの共振周波数および/または反共振周波数が所定の周波数に近くなるように各弾性波デバイスにおける前記面積Tが調整されていることを特徴とする、付記1に記載の弾性波デバイス。
前記圧電基板はウエハであり、ウエハにおける複数の弾性波デバイスの共振周波数および/または反共振周波数が所定の周波数に近くなるように各弾性波デバイスの前記面積Tが調整されている、付記2に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、前記圧電基板上に前記くし型電極を覆うように設けられる第1媒質と、前記第1媒質上に設けられる第2媒質とを含み、
前記第2媒質が第1媒質上で占める面積を面積Tとして、前記周波数特性が調整される、付記1〜3のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、前記第2媒質を覆うように設けられる第3媒質をさらに含む、付記1〜3のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記圧電基板上に複数の弾性波デバイスが形成され、
前記調整媒質は、複数の弾性波デバイスの前記くし型電極を覆うように設けられる第1媒質と、前記第1媒質上であって、前記複数の弾性波デバイスのうち一部の弾性波デバイスに設けられる第2媒質と、前記一部の弾性波デバイス以外の他の弾性波デバイスに設けられる第3媒質を含み、
前記第2媒質または前記第3媒質それぞれが前記第1媒質上で占める面積を前記面積Tとして、各弾性波デバイスにおける前記面積Tが調整され、
前記第2媒質と前記第3媒質は、音速が互いに異なる媒質である、付記1〜3のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、前記第2媒質および前記第3媒質の上に設けられる第4媒質をさらに含む、付記6に記載の弾性波デバイス。
前記第2媒質の音速は、前記第1媒質より速く、前記第3媒質の音速は前記第1媒質より遅い、付記6または7に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、他の部分と厚みが異なる部分を有するパターン層を含み、前記厚みが異なる部分の面積を前記面積Tとして、前記周波数特性が調整される、付記1〜3のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、前記励起領域全体に渡って前記くし型電極を覆う第1媒質と、前記第1媒質上に設けられる前記パターン層とを含む、付記9に記載の弾性波デバイス。
前記パターン層は、前記励起領域全体に渡って前記くし型電極を覆うように設けられる、付記9に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、前記パターン層を覆うように設けられる媒質をさらに備える、付記9〜11のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記くし型電極の電極材料にAl、Ti、Cu、Au、Ni、Cr、Ta、Wのうちいずれかを含むことを特徴とする、付記1〜12のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記調整媒質は、SiO2を主成分とすることを特徴とする、付記1〜13のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記圧電基板は、LiTaO3基板もしくはLiNbO3基板を用いることを特徴とする付記1〜14のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
前記圧電基板上に設けられる複数の前記くし型電極により形成される複数の共振器を含むフィルタを構成する前記弾性波デバイスであって、
前記フィルタを構成する前記複数の共振器のうち一部の共振器に、前記調整媒質が設けられる、付記1に記載の弾性波デバイス。
付記1〜16のいずれか1項に記載の弾性波デバイスを用いた、通信装置。
圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極を形成する工程と、
前記くし型電極により形成される弾性波デバイスの共振周波数および/または反共振周波数を測定する工程と、
前記測定された共振周波数および/または反共振周波数が所定の周波数に近づくように、少なくとも一部を覆うように設けられた少なくとも1層の調整媒質を設ける工程とを有し、
前記調整媒質は、前記電極指および電極指間のスペースが前記圧電基板上で占める励起領域において前記調整媒質により弾性波デバイスの厚みが他の部分より大きくなる領域の面積Tが調整されることにより、前記弾性波デバイスの周波数特性が調整されて形成されることを特徴とする、弾性波デバイスの製造方法。
3 くし型電極
3a、b 反射器
4 SiO2膜
5 周波数調整膜
5a 絶縁膜または金属膜
5b 絶縁膜
Claims (3)
- 圧電性を有する圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた複数の共振器を備える弾性波デバイスであって、
前記共振器の各々は、圧電基板に設けられた複数の電極指を有するくし型電極と、前記くし型電極の少なくとも一部を覆うように設けられた少なくとも1層の調整媒質とを有し、
前記共振器の各々においては、前記電極指および電極指間のスペースが前記圧電基板上で占める励起領域において、前記調整媒質により他の部分より厚みが大きくなる領域の面積Tにより、前記共振器の周波数特性が調整されて形成され、
前記調整媒質は、複数の共振器の前記くし型電極を覆うように設けられる第1媒質と、前記第1媒質上であって、前記複数の共振器のうち一部の共振器に設けられる第2媒質と、前記一部の共振器以外の他の共振器に設けられる第3媒質を含み、
前記第2媒質または前記第3媒質それぞれが前記第1媒質上で占める面積を前記面積Tとして、各共振器における前記面積Tが調整され、
前記第2媒質と前記第3媒質は、音速が互いに異なる媒質である、弾性波デバイス。 - 請求項1に記載の弾性波デバイスを用いた、通信装置。
- 圧電性を有する圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた複数の共振器を備える弾性波デバイスの製造方法であって、
圧電基板上に、複数の電極指を有するくし型電極を形成する工程と、
前記くし型電極により形成される複数の共振器の共振周波数および/または反共振周波数を測定する工程と、
前記測定された共振周波数および/または反共振周波数が所定の周波数に近づくように、前記電極指および電極指間のスペースが前記圧電基板上で占める励起領域の少なくとも一部を覆うように設けられた少なくとも1層の調整媒質を設ける工程とを有し、
前記調整媒質を設ける工程では、前記共振器の各々において、前記電極指および電極指間のスペースが前記圧電基板上で占める励起領域において前記調整媒質により他の部分より厚みが大きくなる領域の面積Tにより、前記共振器の周波数特性が調整されるよう前記調整媒質が形成され、
前記調整媒質は、複数の共振器の前記くし型電極を覆うように設けられる第1媒質と、前記第1媒質上であって、前記複数の共振器のうち一部の共振器に設けられる第2媒質と、前記一部の共振器以外の他の共振器に設けられる第3媒質を含み、
前記第2媒質または前記第3媒質それぞれが前記第1媒質上で占める面積を前記面積Tとして、各共振器における前記面積Tが調整され、
前記第2媒質と前記第3媒質は、音速が互いに異なる媒質であることを特徴とする、弾性波デバイスの製造方法。
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