JP5360432B2 - 圧電デバイス - Google Patents
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- H03H2003/0471—Resonance frequency of a plurality of resonators at different frequencies
Description
なお、音速変化膜は、互いに線幅が異なることに代えて、あるいは互いに線幅が異なることに加えて、互いに厚さが異なるようにしても良い。
また、音速変化膜は、互いに線幅が異なることに代えて、あるいは互いに線幅が異なることに加えて、互いに材質が異なるようにしても良い。
また、音速変化膜は、互いに線幅が異なることに代えて、あるいは互いに線幅が異なることに加えて、上面視したときに前記音速変化膜の取り囲む図形の面積が同じで、かつ、形状が異なるようにしても良い。
図1は、本発明に係る圧電デバイスを示す模式的な断面図である。圧電デバイス1は、第1の圧電共振子10と、第2の圧電共振子20と、基板2と、を備えている。
図4は、本発明に係る圧電デバイスを示す模式的な断面図である。第1の実施形態と共通する部分については記載を省略する。本実施形態では、音速変化膜17、27は互いに厚さが異なっている。そのため、横振動モードの共振周波数が互いに異なり、リップルが互いに強めあうことを防いでいる。
図5は、本発明に係る圧電デバイスを示す模式的な断面図である。本実施形態では、音速変化膜17、27は互いに材質が異なっている。例えば、W、Mo、Ru、Ir、Al、Cu、Au、Pt、SiO2、AlN、Al2O3、Si3N4などの各種の金属材料、絶縁体材料の中から異なる2つを選択する。そのため、横振動モードの共振周波数が互いに異なり、リップルが互いに強めあうことを防いでいる。
図6は、本発明に係る圧電デバイスを示す模式的な断面図である。本実施形態では、第1の圧電共振子10と第2の圧電共振子20のうち、一方の圧電共振子10の主面の周辺部の少なくとも一部に音速変化膜17が形成されている。この場合においても、横振動モードの共振周波数を互いに異ならせることが可能である。
本発明の効果を、シミュレーションにより確認した。図7は、実験例のシミュレーションに用いる圧電共振子10を示す模式的な断面図である。上部電極13と下部電極11の形状は円形であり、圧電振動部15の周縁に沿って、音速変化膜27が閉じた帯状で形成されている圧電共振子を想定した。そして、音速変化膜27の線幅(図7中のX)を1〜3μmの幅で変化させた場合における、インピーダンスと位相の変化を確認した。なお、シミュレーションの条件は下記の通りである。
音速変化膜 材質 タングステン(W)
厚さ 100nm
上部電極 材質 タングステン(W)
厚さ 600nm
圧電層 材質 窒化アルミニウム(AlN)
厚さ 1600nm
下部電極 材質 タングステン(W)
厚さ 600nm
圧電共振子 面積 44000μm2
2 基板
3 圧電薄膜
5 入力端子
7 出力端子
10 第1の圧電共振子
10R 矢印
11 下部電極
13 上部電極
15 圧電振動部
17 音速変化膜
19 空洞部
20 第2の圧電共振子
20R 矢印
21 下部電極
23 上部電極
25 圧電振動部
27 音速変化膜
29 空洞部
172 第1のBAW共振子
172R 矢印
174 第2のBAW共振子
174R 矢印
176 第1の電気端子
178 第2の電気端子
Claims (9)
- 圧電薄膜と、前記圧電薄膜の一方の主面に設けられた上部電極と、前記圧電薄膜の他方の主面に設けられた下部電極とを有し、入力端子と出力端子との間で直列または並列に、前記入力端子からみた前記圧電薄膜の分極方向が互いに逆になるように接続されている第1及び第2の圧電共振子とを備え、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子とは、横モードの共振周波数が互いに異なるように形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子は、基板から音響的に分離されるように、前記上部電極及び前記下部電極が前記圧電薄膜を介して重なり合う部分で圧電振動部が構成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部の、主面の周辺部の少なくとも一部に音速変化膜が形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部に形成されている音速変化膜は互いに線幅が異なる圧電デバイス。 - 圧電薄膜と、前記圧電薄膜の一方の主面に設けられた上部電極と、前記圧電薄膜の他方の主面に設けられた下部電極とを有し、入力端子と出力端子との間で直列または並列に、前記入力端子からみた前記圧電薄膜の分極方向が互いに逆になるように接続されている第1及び第2の圧電共振子とを備え、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子とは、横モードの共振周波数が互いに異なるように形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子は、基板から音響的に分離されるように、前記上部電極及び前記下部電極が前記圧電薄膜を介して重なり合う部分で圧電振動部が構成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部の、主面の周辺部の少なくとも一部に音速変化膜が形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部に形成されている音速変化膜は互いに厚さが異なる圧電デバイス。 - 圧電薄膜と、前記圧電薄膜の一方の主面に設けられた上部電極と、前記圧電薄膜の他方の主面に設けられた下部電極とを有し、入力端子と出力端子との間で直列または並列に、前記入力端子からみた前記圧電薄膜の分極方向が互いに逆になるように接続されている第1及び第2の圧電共振子とを備え、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子とは、横モードの共振周波数が互いに異なるように形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子は、基板から音響的に分離されるように、前記上部電極及び前記下部電極が前記圧電薄膜を介して重なり合う部分で圧電振動部が構成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部の、主面の周辺部の少なくとも一部に音速変化膜が形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部に形成されている音速変化膜は互いに材質が異なる圧電デバイス。 - 圧電薄膜と、前記圧電薄膜の一方の主面に設けられた上部電極と、前記圧電薄膜の他方の主面に設けられた下部電極とを有し、入力端子と出力端子との間で直列または並列に、前記入力端子からみた前記圧電薄膜の分極方向が互いに逆になるように接続されている第1及び第2の圧電共振子とを備え、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子とは、横モードの共振周波数が互いに異なるように形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子は、基板から音響的に分離されるように、前記上部電極及び前記下部電極が前記圧電薄膜を介して重なり合う部分で圧電振動部が構成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部の、主面の周辺部の少なくとも一部に音速変化膜が形成されており、
前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部に形成されている音速変化膜は、上面視したときに前記音速変化膜の取り囲む図形の面積が同じで、かつ、形状が異なるように形成されている圧電デバイス。 - 前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子は厚み縦モードの共振周波数が等しい、請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
- 前記音速変化膜は閉じた帯状である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
- 前記音速変化膜は前記圧電振動部の周縁に少なくとも一部が接するように形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
- 前記音速変化膜は前記上部電極上に形成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
- 前記第1の圧電共振子と前記第2の圧電共振子のそれぞれの圧電振動部に形成されている音速変化膜は、上面視したときに前記音速変化膜の取り囲む図形が、平行な二辺がない多角形状に形成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の圧電デバイス。
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