JP7318746B2 - 弾性波装置 - Google Patents

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Description

本発明は、弾性波装置に関する。
従来、弾性波装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献1には、弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、圧電部材上にIDT(Interdigital Transducer)電極が設けられている。圧電部材は、シリコン含有基板と圧電体層との積層体である。
下記の特許文献2に開示されている弾性波装置においては、圧電基板上にIDT電極が設けられている。IDT電極は、複数の電極指及び複数のダミー電極指を有する。複数の電極指及び複数のダミー電極指は、ギャップを介して対向し合っている。電極指とダミー電極指との電位差により、上記ギャップ付近には電場が生じる。
国際公開第2014/087799号 特開2014-110457号公報
特許文献1における圧電部材上に、特許文献2におけるIDT電極を設けることにより、弾性波装置を構成した場合には、上記ギャップ付近において生じた電界が、圧電体層だけではなく、シリコン含有基板にも到達するおそれがある。半導体基板であるシリコン含有基板を電界が通過する場合には、該シリコン含有基板から非線形応答が生じることによって、弾性波装置の線形性が劣化することがある。
本発明の目的は、半導体支持部材を有し、線形性が劣化し難い、弾性波装置を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、主面を有する半導体支持部材と、前記半導体支持部材の前記主面上に直接的または間接的に設けられている圧電体層と、前記圧電体層の一方主面上に設けられているIDT電極とを備え、前記IDT電極が、対向し合う第1のバスバー及び第2のバスバーと、前記第1のバスバーに一方端が接続されている複数の第1の電極指と、前記第2のバスバーに一方端が接続されており、かつ前記複数の第1の電極指と間挿し合っている複数の第2の電極指とを有し、かつ前記第1のバスバーと前記複数の第2の電極指との間及び前記第2のバスバーと前記複数の第1の電極指との間に位置している複数のギャップとを有し、前記半導体支持部材における、平面視において前記ギャップと重なる部分の少なくとも一部に、空洞部が設けられており、前記半導体支持部材における、平面視において前記IDT電極と重なる部分の少なくとも一部に、前記空洞部が設けられておらず、前記空洞部が前記圧電体層側に開口している。
本発明によれば、半導体支持部材を有し、線形性が劣化し難い、弾性波装置を提供することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図3は、図2中のII-II線に沿う断面図である。 図4は、比較例における、第1のギャップ付近に生じる電界を模式的に示す断面図である。 図5は、本発明の第1の実施形態における、第1のギャップ付近に生じる電界を模式的に示す断面図である。 図6は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る弾性波装置の平面図である。 図7(a)~図7(d)は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。 図8は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図9は、本発明の第3の実施形態に係る弾性波装置の、図2中のII-II線に沿う断面に相当する部分の断面図である。 図10は、本発明の第4の実施形態に係る弾性波装置の、図2中のII-II線に沿う断面に相当する部分の断面図である。 図11は、本発明の第5の実施形態に係る弾性波装置の、図2中のII-II線に沿う断面に相当する部分の断面図である。
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。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。図2は、第1の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。なお、図1は、図2中のI-I線に沿う断面図である。
図1に示すように、弾性波装置1は半導体支持基板2を有する。半導体支持基板2は、本発明における半導体支持部材である。半導体支持基板2は主面2aを有する。本実施形態においては、半導体支持基板2はシリコン基板である。もっとも、これに限定されず、本発明における半導体支持部材は、適宜の半導体を含んでいればよい。半導体支持部材に用いられる半導体としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素またはインジウムリンなどを挙げることができる。
半導体支持基板2の主面2a上には圧電体層3が設けられている。圧電体層3は第1の主面3a及び第2の主面3bを有する。第1の主面3a及び第2の主面3bは対向し合っている。第1の主面3a及び第2の主面3bのうち、第2の主面3bが半導体支持基板2側に位置する。他方、第1の主面3aが、本発明における圧電体層3の一方主面である。圧電体層3に用いられる圧電体は特に限定されない。圧電体層3は、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛及び水晶のうちの少なくとも1種の材料を含んでいてもよい。
本実施形態においては、半導体支持基板2の主面2a上に圧電体層3が直接的に設けられている。もっとも、半導体支持基板2の主面2a上に、圧電体層3が他の層を介して間接的に設けられていてもよい。
圧電体層3の第1の主面3a上にはIDT電極4が設けられている。IDT電極4に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。圧電体層3の第1の主面3a上におけるIDT電極4の弾性波伝搬方向両側には、一対の反射器5A及び反射器5Bが設けられている。本実施形態の弾性波装置1は弾性波共振子である。より具体的には、弾性波装置1は弾性表面波共振子である。もっとも、本発明に係る弾性波装置は弾性波共振子には限定されず、複数の弾性波共振子を有するフィルタ装置や、該フィルタ装置を含むマルチプレクサなどであってもよい。
IDT電極4は、第1のバスバー6、第2のバスバー7、複数の第1の電極指8及び複数の第2の電極指9を有する。第1のバスバー6及び第2のバスバー7は対向し合っている。複数の第1の電極指8の一方端は、第1のバスバー6にそれぞれ接続されている。複数の第2の電極指9の一方端は、第2のバスバー7にそれぞれ接続されている。複数の第1の電極指8と複数の第2の電極指9とは互いに間挿し合っている。ここで、弾性波伝搬方向をX方向とする。図2に示すように、IDT電極4をX方向から見たときに、第1の電極指8及び第2の電極指9が重なっている部分は交叉領域Aである。交叉領域Aにおいて弾性波が励振される。
IDT電極4は、複数の第1のギャップG1と複数の第2のギャップG2とを有する。第1のギャップG1は、第1のバスバー6と第2の電極指9との間に位置している。第2のギャップG2は、第2のバスバー7と第1の電極指8との間に位置している。より具体的には、本実施形態では、第1のバスバー6と第2の電極指9の先端とが、第1のギャップG1を介して対向している。第2のバスバー7と第1の電極指8の先端とが、第2のギャップG2を介して対向している。第1の電極指8及び第2の電極指9が延びる方向をY方向としたときに、複数の第1のギャップG1は、複数の第2の電極指9のY方向の延長線上に位置している。複数の第2のギャップG2は、複数の第1の電極指8のY方向の延長線上に位置している。
図3は、図2中のII-II線に沿う断面図である。
半導体支持基板2は凹部2A及び凹部2Bを有する。凹部2A及び凹部2Bは、本発明における空洞部である。凹部2A及び凹部2Bは圧電体層3側に開口している。凹部2A及び凹部2Bは、圧電体層3により封止されている。図2及び図3に示すように、凹部2Aは、半導体支持基板2における、平面視において第1のギャップG1と重なる部分に設けられている。本明細書において平面視とは、図1や図3の上方から見る方向をいう。以下においては、特に断りがない場合には、平面視において、空洞部あるいは凹部などがIDT電極の部分と重なっていることまたは重なっていないことを、単に重なっているまたは重なっていないと記載することがある。
図2に示すように、平面視において、凹部2Aは、X方向に延びる帯状の形状を有する。より具体的には、凹部2Aは、平面視において、複数の第1のギャップG1の全体と重なっており、第1の電極指8の一部、第2の電極指9の先端付近及び第1のバスバー6の一部とも重なっている。凹部2Aは、IDT電極4の上記以外の部分とは重なっていない。
一方で、凹部2Bは、半導体支持基板2における、平面視において第2のギャップG2と重なる部分に設けられている。より具体的には、凹部2Bは、平面視において、複数の第2のギャップG2の全体と重なっており、第2の電極指9の一部、第1の電極指8の先端付近及び第2のバスバー7の一部とも重なっている。凹部2Bは、IDT電極4の上記以外の部分とは重なっていない。
なお、半導体支持基板2には、凹部2A及び凹部2Bのうち少なくとも一方が設けられていればよい。凹部2A及び凹部2Bの形状は帯状に限定されない。凹部2Aは、平面視において、少なくとも1つの第1のギャップG1の、少なくとも一部と重なっていればよい。あるいは、半導体支持基板2において、複数の凹部2AがX方向に沿って並んでいてもよい。同様に、凹部2Bは、平面視において、少なくとも1つの第2のギャップG2の、少なくとも一部と重なっていればよい。複数の凹部2BがX方向に沿って並んでいてもよい。
半導体支持基板2は半導体部2Cを有する。半導体部2Cは、半導体支持基板2における半導体により構成されている部分である。なお、弾性波装置1においては、半導体部2Cは、半導体支持基板2における凹部2A及び凹部2B以外の部分である。
本実施形態の特徴は以下の構成を有することにある。1)凹部2Aまたは凹部2Bが、半導体支持基板2における、平面視において第1のギャップG1または第2のギャップG2と重なる部分の少なくとも一部に設けられていること。2)半導体支持基板2における、平面視においてIDT電極4と重なる部分の少なくとも一部に、凹部2A及び凹部2Bが設けられていないこと。それによって、半導体支持基板2を有する弾性波装置1において、線形性が劣化し難い。加えて、機械的強度の劣化を抑制することができる。これらの詳細を、本実施形態と比較例とを比較することにより、以下において説明する。なお、比較例は、半導体支持基板が凹部を有しない点において第1の実施形態と異なる。
図4は、比較例における、第1のギャップ付近に生じる電界を模式的に示す断面図である。図5は、第1の実施形態における、第1のギャップ付近に生じる電界を模式的に示す断面図である。
図4に示す第1のバスバー6と第2の電極指9とは、互いに異なる電位に接続される。そのため、第1のギャップG1において電界Eが生じる。電界Eは、圧電体層3だけでなく、半導体支持基板102にも到達する。このように、電界Eが半導体支持基板102を通過するため、半導体支持基板102から非線形応答が生じることによって、弾性波装置の線形性が劣化することがある。
これに対して、図5に示すように、本実施形態では、半導体支持基板2における、平面視において第1のギャップG1と重なる部分に凹部2Aが設けられている。そのため、電界Eは凹部2Aを通過することとなる。これにより、半導体部2Cを通過する電界Eの電気力線の本数は少なくなる。第2のギャップG2側においても同様である。よって、半導体支持基板2から生じる非線形応答は抑制される。従って、弾性波装置1において線形性が劣化し難い。
加えて、本実施形態においては、半導体支持基板2における、平面視においてIDT電極4と重なる部分の少なくとも一部に、凹部2A及び凹部2Bが設けられていない。よって、圧電体層3を半導体支持基板2により、好適に支持することができる。さらに、圧電体層3に凹部を設けるなどの加工をせずして、上記のように線形性の劣化を抑制することができる。従って、弾性波装置1の機械的強度の劣化を抑制することができる。
なお、圧電体層3には凹部が設けられていてもよい。この場合においても、圧電体層3を半導体支持基板2により好適に支持することができ、弾性波装置1の機械的強度の劣化を抑制することができる。もっとも、圧電体層3には凹部が設けられていないことが好ましい。それによって、圧電体層3が破損し難い。
本実施形態のように、平面視において、第1のギャップG1のY方向における中央と凹部2Aとが重なっていることが好ましい。図5に示すように、第1のギャップG1において生じる電界Eは、第1のギャップG1の上記中央において最も半導体支持基板2側に到達する。そのため、第1のギャップG1の上記中央に重なる位置に凹部2Aが設けられていることによって、電界Eが半導体部2Cを通過することを効果的に抑制することができる。従って、弾性波装置1における線形性の劣化を効果的に抑制することができる。
同様に、平面視において、第2のギャップG2のY方向における中央と凹部2Bとが重なっていることが好ましい。
図3に示すように、第1のギャップG1及び第2のギャップG2のY方向に沿う長さをWとし、半導体支持基板2の主面2aから圧電体層3の第1の主面3aまでの距離をhとしたときに、h<Wであることが好ましい。なお、長さWは、複数の第1のギャップG1及び複数の第2のギャップG2のY方向に沿う長さのうち、最長の長さとする。電界Eは、圧電体層3の厚み方向において、電界Eが生じたギャップから、該ギャップの長さWの値に相当する距離以内に特に到達し易い。そのため、h<Wである場合には、第1のギャップG1または第2のギャップG2において生じる電界Eが、半導体支持基板2に特に到達し易い。このような場合においても、弾性波装置1の半導体支持基板2には凹部2A及び凹部2Bが設けられているため、電界Eは凹部2Aまたは凹部2Bを通過することとなる。よって、電界Eが半導体部2Cを通過することを抑制することができる。従って、h<Wである場合に、本発明は特に好適である。
本実施形態においては、距離hの値は、圧電体層3の厚みの値と同じである。もっとも、半導体支持基板2と圧電体層3との間に他の層が設けられている場合には、距離hの値は、該他の層の厚みを含む値となる。
空洞部としての凹部2A及び凹部2BのY方向に沿う長さをLとしたときに、W≦Lであることが好ましい。この場合には、電界Eが発生する位置にばらつきが生じた場合においても、電界Eが半導体部2Cを通過することをより確実に抑制することができる。従って、弾性波装置1における線形性の劣化をより確実に抑制することができる。
なお、この場合には、凹部2Aは、平面視において、複数の第1のギャップG1の全部の部分と重なっていることが好ましい。同様に、凹部2Bは、平面視において、複数の第2のギャップG2の全部の部分と重なっていることが好ましい。それによって、電界Eが半導体部2Cを通過することをより一層確実に抑制することができる。
空洞部としての凹部2A及び凹部2Bの、半導体支持基板2の厚み方向に沿う寸法をdとしたときに、d≧W-hであることが好ましい。この場合には、d+h≧Wとなるため、凹部2A及び凹部2Bの底部に、電界Eが到達し難い。よって、弾性波装置1における線形性の劣化を効果的に抑制することができる。
本実施形態のように、半導体支持基板2における、平面視においてIDT電極4の中央部と重なる部分に、凹部2A及び凹部2Bが設けられていないことが好ましい。具体的には、IDT電極4の交叉領域AのY方向における中央部と、半導体支持基板2とが平面視して重なる、半導体支持基板2の部分に、凹部2A及び凹部2Bが設けられていないことが好ましい。この場合には、半導体支持基板2により、圧電体層3及びIDT電極4をより確実に支持することができる。よって、弾性波装置1の機械的強度の劣化を効果的に抑制することができる。加えて、IDT電極4は中央部において最も励振するため、該中央部において熱が最も発生し易い。本実施形態においては、該中央部を半導体支持基板2により支持しているため、半導体支持基板2側から効率的に放熱することができる。従って、弾性波装置1がより一層破損し難い。
図2に示すように、平面視において、凹部2A及び凹部2Bと交叉領域Aとが重なっている部分の面積は、交叉領域Aの面積の半分以下であることが好ましい。それによって、弾性波装置1の機械的強度の劣化をより確実に抑制することができ、かつ放熱性を高めることができる。
圧電体層3の厚みをhとし、IDT電極4の電極指ピッチをpとしたときに、h≦2pであることが好ましい。なお、電極指ピッチは、複数の第1の電極指8、又は、複数の第2の電極指9のうち、隣り合う電極指の中心間距離をいう。h≦2pである場合には、Q値を高めることができる。さらに、弾性波装置1が利用するメインモードの電気機械結合係数を大きくすることができる。
本実施形態においては、平面視において、第1のギャップG1と重なっている凹部2Aと、第2のギャップG2と重なっている凹部2Bが別個に設けられている。なお、半導体支持基板2には、平面視において、第1のギャップG1及び第2のギャップG2の双方と重なっている凹部が設けられていてもよい。
図6は、第1の実施形態の変形例に係る弾性波装置の平面図である。
本変形例は、半導体支持基板12における凹部12A及び凹部12Bの構成が、第1の実施形態と異なる。より具体的には、凹部12A及び凹部12Bは、平面視において、第1のバスバー6の一部及び第2のバスバー7の一部の双方と重なっている。凹部12Aは、平面視において、第1のギャップG1及び第2のギャップG2の双方と重なっている。他方、凹部12Bは、第1のギャップG1及び第2のギャップG2のうちの一方のみと重なっている。半導体支持基板12においては、複数の凹部12A及び複数の凹部12Bが、X方向に沿って交互に並んでいる。凹部12A及び凹部12Bの間においては、半導体支持基板12は、圧電体層3を支持している。
本変形例においても、第1の実施形態と同様に、半導体支持基板12を有する弾性波装置11において線形性が劣化し難く、かつ機械的強度の劣化を抑制することができる。
なお、半導体支持基板12においては、凹部12A及び凹部12Bの配置は上記に限定されない。例えば、複数の凹部12AのみがX方向に沿って並んでいてもよい。あるいは、複数の凹部12BのみがX方向に沿って並んでいてもよい。平面視において、凹部12A及び凹部12Bは、第1のバスバー6または第2のバスバー7と重なっていなくともよい。凹部12Aは、第1のギャップG1の少なくとも一部及び第2のギャップG2の少なくとも一部と重なっていてもよい。凹部12Bは、第1のギャップG1及び第2のギャップG2のうちの一方の、少なくとも一部と重なっていてもよい。
弾性波装置11においては、凹部12Aは、平面視において、1つの第1のギャップG1及び1つの第2のギャップG2と重なっている。もっとも、凹部12Aは、平面視において、1つ以上の第1のギャップG1及び1つ以上の第2のギャップG2と重なっていてもよい。
以下において、本実施形態に係る弾性波装置1の製造方法の一例を説明する。
図7(a)~図7(d)は、第1の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。
図7(a)に示すように、半導体支持基板2Xを用意する。次に、半導体支持基板2Xの主面2aに、図7(b)に示すように、凹部2A及び凹部2Bを形成する。凹部2A及び凹部2Bは、例えば、ドライエッチング法などにより形成することができる。これにより、本実施形態における半導体支持基板2を得る。
次に、図7(c)に示すように、半導体支持基板2の主面2a上に、圧電体層3Xを積層する。次に、圧電体層3Xの表面3cを研磨する。これにより、圧電体層3Xの厚みを調整することにより、図7(d)に示すように、本実施形態における圧電体層3を得る。上記の厚みの調整により、メインモードを好適に励振することができる。
次に、圧電体層3の第1の主面3a上に、図1に示したIDT電極4、反射器5A及び反射器5Bを形成する。IDT電極4、反射器5A及び反射器5Bは、例えば、フォトリソグラフィ法などにより形成することができる。
図8は、第2の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
本実施形態は、IDT電極24が複数の第1のダミー電極指28及び複数の第2のダミー電極指29を有する点において、第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
複数の第1のダミー電極指28の一方端は、第1のバスバー6にそれぞれ接続されている。複数の第2のダミー電極指29の一方端は、第2のバスバー7にそれぞれ接続されている。本実施形態においては、第1のダミー電極指28と第2の電極指9の先端とが、第1のギャップG1を介して対向している。第2のダミー電極指29と第1の電極指8とが、第2のギャップG2を介して対向している。
本実施形態においても、凹部2Aは、平面視において複数の第1のギャップG1と重なっている。凹部2Bは、平面視において複数の第2のギャップG2と重なっている。よって、第1の実施形態と同様に、第1のギャップG1及び第2のギャップG2において生じる電界Eが、半導体部2Cを通過することを効果的に抑制することができる。従って、半導体支持基板2を有する弾性波装置において、線形性が劣化し難い。加えて、半導体支持基板2により圧電体層3が好適に支持されているため、機械的強度の劣化が生じ難い。
図9は、第3の実施形態に係る弾性波装置の、図2中のII-II線に沿う断面に相当する部分の断面図である。
本実施形態は、凹部2A内及び凹部2B内に絶縁体33が配置されている点において第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
図9に示すように、凹部2A内及び凹部2B内の全体に絶縁体33が充填されている。もっとも、凹部2A及び凹部2Bの少なくとも一部に絶縁体33が配置されていてもよい。絶縁体33としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化タンタル、アモルファス窒化アルミニウム、リン酸シリケートガラス(PSG)、ボロシリケートガラス(BSG)またはポリマーなどを用いることができる。IDT電極4における第1のギャップG1または第2のギャップG2において生じる電界Eが絶縁体33を通過したとしても、絶縁体33においては非線形応答は生じ難い。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、半導体支持基板2を有する弾性波装置において、線形性が劣化し難い。加えて、凹部2A内及び凹部2B内に配置された絶縁体33により圧電体層3を支持することができるため、機械的強度の劣化が生じ難い。
図10は、第4の実施形態に係る弾性波装置の、図2中のII-II線に沿う断面に相当する部分の断面図である。
本実施形態は、弾性波装置41が中間層44を有する点において、第1の実施形態と異なる。中間層44は、半導体支持基板2と圧電体層3との間に設けられている。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置41は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
中間層44の材料としては、例えば、酸化ケイ素や酸化テルルなどを挙げることができる。中間層44は、絶縁体層であることが好ましい。この場合には、IDT電極4における第1のギャップG1または第2のギャップG2において生じる電界Eが中間層44を通過したとしても、中間層44において非線形応答は生じ難い。
弾性波装置41においては、中間層44は酸化ケイ素を含む。それによって、弾性波装置41における周波数温度係数TCFの絶対値を小さくすることができるため、周波数温度特性を改善することができる。
ここで、本実施形態においては、上記距離hは、圧電体層3の厚みh及び中間層44の厚みの合計である。中間層44の厚みをhとしたときに、h=h+hである。この場合においても、上述したように、h<Wであることが好ましく、d≧W-hであることが好ましい。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、半導体支持基板2を有する弾性波装置41において線形性が劣化し難く、かつ機械的強度の劣化が生じ難い。
なお、例えば、第3の実施形態と同様に凹部2Aまたは凹部2Bに絶縁体33を配置する場合には、絶縁体33及び中間層44には、同じ材料が用いられてもよい。
図11は、第5の実施形態に係る弾性波装置の、図2中のII-II線に沿う断面に相当する部分の断面図である。
本実施形態は、半導体支持部材52が、支持基板56及び半導体層57の積層体である点、並びに空洞部が貫通孔57A及び貫通孔57Bである点において、第1の実施形態と異なる。支持基板56上に半導体層57が設けられている。半導体支持部材52の主面としての、半導体層57の主面57a上に圧電体層3が設けられている。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置1と同様の構成を有する。
貫通孔57A及び貫通孔57Bは、半導体層57に設けられている貫通孔である。本実施形態における貫通孔57A及び貫通孔57Bとしての空洞部も、他の実施形態と同様に、圧電体層3側に開口している。なお、貫通孔57A及び貫通孔57Bの一方端は支持基板56により封止されており、他方端は圧電体層3により封止されている。
貫通孔57A及び貫通孔57Bは、平面視において帯状の形状を有する。貫通孔57Aは、平面視において、複数の第1のギャップG1と重なっている。貫通孔57Bは、平面視において、複数の第2のギャップG2と重なっている。もっとも、貫通孔57A及び貫通孔57Bの形状は、上記凹部2A及び凹部2Bと同様に、特に限定されない。
本実施形態においては、支持基板56には凹部は設けられていない。なお、支持基板56には、例えば、半導体層57の貫通孔57Aまたは貫通孔57Bと連続している凹部が設けられていてもよい。
半導体層57に用いられる半導体としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素またはインジウムリンなどを挙げることができる。
支持基板56の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、サファイア、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素またはインジウムリンなどの半導体または樹脂などを用いることができる。
半導体支持部材52を用意するに際しては、例えば、支持基板56上に半導体層を積層する。次に、半導体層に貫通孔57A及び貫通孔57Bを形成することにより、本実施形態の半導体層57を得ればよい。貫通孔57A及び貫通孔57Bは、例えば、レーザー光の照射により形成することができる。もっとも、貫通孔57A及び貫通孔57Bは、機械的な研削やエッチング法などにより形成してもよい。なお、あらかじめ貫通孔57A及び貫通孔57Bを有する半導体層57を形成した後に、該半導体層57と支持基板56とを積層してもよい。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、半導体支持部材52を有する弾性波装置において線形性が劣化し難く、かつ機械的強度の劣化が生じ難い。
1…弾性波装置
2…半導体支持基板
2A,2B…凹部
2C…半導体部
2X…半導体支持基板
2a…主面
3,3X…圧電体層
3a,3b…第1,第2の主面
3c…表面
4…IDT電極
5A,5B…反射器
6,7…第1,第2のバスバー
8,9…第1,第2の電極指
11…弾性波装置
12…半導体支持基板
12A,12B…凹部
24…IDT電極
28,29…第1,第2のダミー電極指
33…絶縁体
41…弾性波装置
44…中間層
52…半導体支持部材
56…支持基板
57…半導体層
57A,57B…貫通孔
57a…主面
102…半導体支持基板
A…交叉領域
E…電界
G1,G2…第1,第2のギャップ

Claims (16)

  1. 主面を有する半導体支持部材と、
    前記半導体支持部材の前記主面上に直接的または間接的に設けられている圧電体層と、
    前記圧電体層の一方主面上に設けられているIDT電極と、
    を備え、
    前記IDT電極が、対向し合う第1のバスバー及び第2のバスバーと、前記第1のバスバーに一方端が接続されている複数の第1の電極指と、前記第2のバスバーに一方端が接続されており、かつ前記複数の第1の電極指と間挿し合っている複数の第2の電極指と、を有し、かつ前記第1のバスバーと前記複数の第2の電極指との間及び前記第2のバスバーと前記複数の第1の電極指との間に位置している複数のギャップと、を有し、
    前記半導体支持部材における、平面視において前記ギャップと重なる部分の少なくとも一部に、空洞部が設けられており、前記半導体支持部材における、平面視において前記IDT電極と重なる部分の少なくとも一部に、前記空洞部が設けられておらず、
    前記空洞部が前記圧電体層側に開口している、弾性波装置。
  2. 前記第1のバスバーと前記第2の電極指の先端とが、前記複数のギャップのうちの一部のギャップを介して対向しており、前記第2のバスバーと前記第1の電極指の先端とが、前記複数のギャップのうちの他の一部のギャップを介して対向しており、
    前記複数のギャップが、前記複数の第1の電極指または前記複数の第2の電極指の、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向の延長線上に位置している、請求項1に記載の弾性波装置。
  3. 前記IDT電極が、前記第1のバスバーに一方端が接続されている複数の第1のダミー電極指と、前記第2のバスバーに一方端が接続されている複数の第2のダミー電極指と、を有し、
    前記第1のダミー電極指と前記第2の電極指の先端とが、前記複数のギャップのうちの一部のギャップを介して対向しており、前記第2のダミー電極指と前記第1の電極指の先端とが、前記複数のギャップのうちの他の一部のギャップを介して対向しており、
    前記複数のギャップが、前記複数の第1の電極指または前記複数の第2の電極指の、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向の延長線上に位置している、請求項1に記載の弾性波装置。
  4. 少なくとも1つの前記ギャップの、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向における中央と、前記空洞部とが、平面視において重なっている、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  5. 前記ギャップの、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向に沿う長さをWとし、前記半導体支持部材の前記主面から前記圧電体層の前記一方主面までの距離をhとしたときに、h<Wである、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  6. 前記ギャップの、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向に沿う長さをWとし、前記空洞部の、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向に沿う長さをLとしたときに、W≦Lである、請求項1~5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  7. 前記ギャップの、前記第1の電極指及び前記第2の電極指が延びる方向に沿う長さをWとし、前記半導体支持部材の前記主面から前記圧電体層の前記一方主面までの距離をhとし、前記空洞部の、前記半導体支持部材の厚み方向に沿う寸法をdとしたときに、d≧W-hである、請求項1~6のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  8. 前記半導体支持部材における、平面視において前記IDT電極の中央部と重なる部分に、前記空洞部が設けられていない、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  9. 前記空洞部の少なくとも一部に絶縁体が配置されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  10. 前記IDT電極の電極指ピッチをpとし、前記圧電体層の厚みをhとしたときに、h≦2pである、請求項1~9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  11. 前記半導体支持部材と前記圧電体層との間に設けられている中間層をさらに備える、請求項1~10のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  12. 前記中間層が酸化ケイ素を含む、請求項11に記載の弾性波装置。
  13. 前記半導体支持部材が半導体支持基板である、請求項1~12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  14. 前記半導体支持部材が、支持基板と、前記支持基板上に設けられている半導体層と、を有する、請求項1~12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  15. 前記半導体支持部材がシリコンを含む、請求項1~14のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  16. 前記圧電体層がタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛及び水晶のうちの少なくとも1種の材料を含む、請求項1~15のいずれか1項に記載の弾性波装置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012257019A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
JP2014110457A (ja) 2012-11-30 2014-06-12 Kyocera Corp 弾性波素子、分波器および通信モジュール
WO2015005267A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2016052129A1 (ja) 2014-09-30 2016-04-07 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2018096783A1 (ja) 2016-11-22 2018-05-31 株式会社村田製作所 弾性波装置、フロントエンド回路および通信装置
JP2019021997A (ja) 2017-07-12 2019-02-07 京セラ株式会社 弾性波素子、分波器および通信装置
WO2019111893A1 (ja) 2017-12-06 2019-06-13 株式会社村田製作所 弾性波装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012257019A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
JP2014110457A (ja) 2012-11-30 2014-06-12 Kyocera Corp 弾性波素子、分波器および通信モジュール
WO2015005267A1 (ja) 2013-07-08 2015-01-15 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2016052129A1 (ja) 2014-09-30 2016-04-07 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2018096783A1 (ja) 2016-11-22 2018-05-31 株式会社村田製作所 弾性波装置、フロントエンド回路および通信装置
JP2019021997A (ja) 2017-07-12 2019-02-07 京セラ株式会社 弾性波素子、分波器および通信装置
WO2019111893A1 (ja) 2017-12-06 2019-06-13 株式会社村田製作所 弾性波装置

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