JP6977890B2 - 弾性波装置、弾性波フィルタ及び複合フィルタ装置 - Google Patents
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Description
図2に示したアドミタンス特性を有する弾性波共振子を基準構造とした。図3〜図8は、それぞれ、基準構造に対し、各パラメータを変化させた場合のスプリアスAの応答の強度S11の変化を示す図である。図3に示すように、基準構造に対し、単結晶Si層内の伝搬方位ψSiを0°から45°の範囲で変化させると、スプリアスAの応答の強度S11が変化することがわかる。
図13は、単結晶Si層内の伝搬方位ψSiと、スプリアスBの応答の強度S11との関係を示す図である。図13から明らかなように、ψSiが変化すると、スプリアスBの応答の強度S11が変化している。同様に、図14に示すように、タンタル酸リチウム膜の波長規格化膜厚TLTが変化した場合にも、スプリアスBの応答の強度S11が変化している。図15に示すように、タンタル酸リチウム膜のカット角(90°−θLT)が変化した場合も、スプリアスBの応答の強度S11が変化している。図16に示すように、SiO2膜の波長規格化膜厚TSが変化した場合にも、スプリアスBの応答の強度S11が変化している。さらに、図17に示すように、IDT電極のAl換算の波長規格化膜厚TEが変化した場合にも、スプリアスBの応答の強度S11が変化している。
図19は、単結晶Si層内の伝搬方位ψSiと、スプリアスCの応答の強度S11との関係を示す図である。図19から明らかなように、ψSiが変化すると、スプリアスCの応答の強度S11が変化している。同様に、図20に示すように、タンタル酸リチウム膜の波長規格化膜厚TLTが変化した場合にも、スプリアスCの応答の強度S11が変化している。図21に示すように、タンタル酸リチウム膜のカット角(90°−θLT)が変化した場合も、スプリアスCの応答の強度S11が変化している。図22に示すように、SiO2膜の波長規格化膜厚TSが変化した場合にも、スプリアスCの応答の強度S11が変化している。さらに、図23に示すように、IDT電極のAl換算の波長規格化膜厚TEが変化した場合にも、スプリアスCの応答の強度S11が変化している。
好ましくは、スプリアスA,B,Cの全てについてのIhがIh>−2.4であることが望ましい。その場合には、スプリアスA,B,Cの他の弾性波フィルタへの影響を効果的に抑制することができる。また、スプリアスA及びスプリアスBについてのIh、スプリアスA及びスプリアスCについてのIhまたはスプリアスB及びスプリアスCについてのIhをIh>−2.4としてもよい。その場合には、スプリアスA,B,Cのうちの2種のスプリアスによる影響を抑制することができる。
本願発明の構造を適用する場合には、上述したように、SiO2膜3と、タンタル酸リチウム膜4とが積層されている部分にスプリアスが閉じこもる傾向があるが、上記タンタル酸リチウム膜4の厚みを3.5λ以下とすることによって、SiO2膜3とタンタル酸リチウム膜4との積層部分が薄くなるため、スプリアスが閉じこもりにくくなる。
a)Si(100)(オイラー角(φSi=0°±5°,θSi=0°±5°,ψSi)とする)を使用する場合、ψSiの範囲は0°≦ψSi≦45°とする。もっとも、Si(100)の結晶構造の対称性から、ψSiとψSi±(n×90°)とは同義である(但し、n=1,2,3・・・)。同様に、ψSiと−ψSiとは同義である。
2…単結晶Si層
3…SiO2膜
4…タンタル酸リチウム膜
4a,4b…第1,第2の主面
5…IDT電極
5a…電極指
6,7…反射器
8…保護膜
8a,8b,8c…第1,第2,第3の保護膜層
10…複合フィルタ装置
11〜14…第1〜第4の弾性波フィルタ
15…アンテナ端子
202…アンテナ
203…RF信号処理回路
210…複合フィルタ装置
211〜214…第1〜第4のフィルタ
221〜224…増幅器
225…アンテナ共通端子
230…高周波フロントエンド回路
240…通信装置
P1,P2…並列腕共振子
S1〜S3…直列腕共振子
Claims (13)
- シリコン支持基板と、
前記シリコン支持基板上に積層された酸化ケイ素膜と、
前記酸化ケイ素膜上に積層されたタンタル酸リチウム膜と、
前記タンタル酸リチウム膜上に設けられており、電極指を有するIDT電極と、
前記IDT電極の少なくとも一部を覆う保護膜と、
を備え、
前記IDT電極の電極指ピッチで定まる波長をλとし、前記タンタル酸リチウム膜の波長規格化膜厚をTLT、前記タンタル酸リチウム膜のオイラー角のθをθLT、前記酸化ケイ素膜の波長規格化膜厚をTS、前記IDT電極の波長規格化膜厚と、前記IDT電極の密度をアルミニウムの密度で除した値との積で求められるアルミニウムの厚みに換算した前記IDT電極の波長規格化膜厚をTE、前記保護膜の密度を酸化ケイ素の密度で除した値と前記保護膜の厚みを前記波長λにより規格化した波長規格化膜厚との積で求められる前記保護膜の波長規格化膜厚をTP、前記シリコン支持基板における伝搬方位をψSi、前記シリコン支持基板の厚みを前記波長λにより規格化した波長規格化膜厚をTSiとしたときに、下記の式(1)で表される値が−2.4よりも大きくなるように前記TLT、前記θLT、前記TS、前記TE、前記TP、前記ψSiが設定されている、弾性波装置。
前記シリコン支持基板の結晶方位、前記TS、前記TLT、及び、前記ψSiの範囲に応じて定められる下記の表1〜表12で表される値である。
- シリコン支持基板と、
前記シリコン支持基板上に積層された酸化ケイ素膜と、
前記酸化ケイ素膜上に積層されたタンタル酸リチウム膜と、
前記タンタル酸リチウム膜上に設けられており、電極指を有するIDT電極と、
前記IDT電極の少なくとも一部を覆う保護膜と、
を備え、
前記IDT電極の電極指ピッチで定まる波長をλとし、前記タンタル酸リチウム膜の波長規格化膜厚をTLT、前記タンタル酸リチウム膜のオイラー角のθをθLT、前記酸化ケイ素膜の波長規格化膜厚をTS、前記IDT電極の波長規格化膜厚と、前記IDT電極の密度をアルミニウムの密度で除した値との積で求められるアルミニウムの厚みに換算した前記IDT電極の波長規格化膜厚をTE、前記保護膜の密度を酸化ケイ素の密度で除した値と前記保護膜の厚みを前記波長λにより規格化した波長規格化膜厚との積で求められる前記保護膜の波長規格化膜厚をTP、前記シリコン支持基板における伝搬方位をψSi、前記シリコン支持基板の厚みを前記波長λにより規格化した波長規格化膜厚をTSiとしたときに、下記の式(1)で表される値が−2.4よりも大きくなるように前記TLT、前記θLT、前記TS、前記TE、前記TP、前記ψSiが設定されている、弾性波装置。
前記シリコン支持基板の結晶方位、前記TS、前記TLT、及び、前記ψSiの範囲に応じて定められる下記の表13〜表24で表される値である。
- シリコン支持基板と、
前記シリコン支持基板上に積層された酸化ケイ素膜と、
前記酸化ケイ素膜上に積層されたタンタル酸リチウム膜と、
前記タンタル酸リチウム膜上に設けられており、電極指を有するIDT電極と、
前記IDT電極の少なくとも一部を覆う保護膜と、
を備え、
前記IDT電極の電極指ピッチで定まる波長をλとし、前記タンタル酸リチウム膜の波長規格化膜厚をTLT、前記タンタル酸リチウム膜のオイラー角のθをθLT、前記酸化ケイ素膜の波長規格化膜厚をTS、前記IDT電極の波長規格化膜厚と、前記IDT電極の密度をアルミニウムの密度で除した値との積で求められるアルミニウムの厚みに換算した前記IDT電極の波長規格化膜厚をTE、前記保護膜の密度を酸化ケイ素の密度で除した値と前記保護膜の厚みを前記波長λにより規格化した波長規格化膜厚との積で求められる前記保護膜の波長規格化膜厚をTP、前記シリコン支持基板における伝搬方位をψSi、前記シリコン支持基板の厚みを前記波長λにより規格化した波長規格化膜厚をTSiとしたときに、下記の式(1)で表される値が−2.4よりも大きくなるように前記TLT、前記θLT、前記TS、前記TE、前記TP、前記ψSiが設定されている、弾性波装置。
前記シリコン支持基板の結晶方位、前記TS、前記TLT、及び、前記ψSiの範囲に応じて定められる下記の表25〜表36で表される値である。
- 前記シリコン支持基板の波長規格化膜厚TSiが20より大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記タンタル酸リチウム膜の厚みが、3.5λ以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記保護膜が、前記タンタル酸リチウム膜と、前記IDT電極の電極指の側面及び上面とを覆っており、前記電極指の側面上の前記保護膜の厚みが、前記電極指の上面を覆っている前記保護膜の厚みよりも薄い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記保護膜が、前記タンタル酸リチウム膜と、前記IDT電極の電極指の側面及び上面とを覆っており、前記タンタル酸リチウム膜上の前記保護膜の厚みが、前記電極指の上面を覆っている前記保護膜の厚みよりも薄い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記保護膜が、前記タンタル酸リチウム膜と、前記IDT電極の上面及び側面とを覆っており、前記タンタル酸リチウム膜上における前記保護膜の厚みが、前記電極指の上面を覆っている前記保護膜の厚みよりも厚い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 弾性波共振子である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 複数の共振子を有し、前記複数の共振子のうち少なくとも1つの共振子が、請求項1〜9のいずれか1項に記載の弾性波装置からなる、弾性波フィルタ。
- 通過帯域が異なるN個(ただし、Nは2以上)の帯域通過型フィルタを備え、前記N個の帯域通過型フィルタの一端が、アンテナ端側で共通接続されており、
前記N個の帯域通過型フィルタのうち通過帯域が最も高い帯域通過型フィルタを除く少なくとも1つの帯域通過型フィルタが、1以上の弾性波共振子を有し、
前記1以上の弾性波共振子のうち少なくとも1つの弾性波共振子が、請求項1〜9のいずれか1項に記載の弾性波装置である、複合フィルタ装置。 - 前記Nが3以上であり、3以上の前記帯域通過型フィルタが複数の通信バンドの信号を同時に送受信する複合フィルタ装置である、請求項11に記載の複合フィルタ装置。
- 前記Nが3以上であり、3以上の前記帯域通過型フィルタのうち少なくとも1つの帯域通過型フィルタがラダー型フィルタである、請求項11または12に記載の複合フィルタ装置。
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