JPWO2007046236A1 - ラム波デバイス - Google Patents
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Abstract
ラム波を利用したデバイスであって、所望でないモードによるスプリアスを効果的に抑圧することが可能とされている構造を提供する。ベース基板２と、前記ベース基板２上に形成されており、該ベース基板２から浮かされた部分を有し、該浮かされた部分が、ベース基板２に対向している第１の面３ａと反対側の面である第２の面３ｂとを有する圧電薄膜３と、前記圧電薄膜３の第１，第２の面の少なくとも一方に配置されたＩＤＴ電極４とを備え、前記圧電薄膜３が、ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３からなり、前記圧電薄膜３のｃ軸が、前記圧電薄膜３の第１，第２の面に対する法線と略同じ方向とされており、かつｃ軸を回転軸とした回転双晶である、ラム波デバイス１。
Description
本発明は、圧電薄膜内を伝搬するラム波を利用したラム波デバイスに関し、より詳細には、共振子やフィルタなどに用いられるラム波デバイスに関する。
従来、圧電効果を利用して励振された様々な波を利用したデバイスが提案され、用いられている。中でも、弾性体の表面付近にエネルギーを集中して伝搬する弾性表面波を利用したデバイスが共振子やフィルタなどに広く用いられている。
他方、下記の非特許文献１には、レイリー波とは異なり、弾性体を伝搬するラム波を用いたデバイスが開示されている。ラム波とはバルク波の１種であり、弾性波の波長に比べて圧電体の厚みが同等あるいはそれ以下である場合には、圧電体の両主面で弾性波を反射させながら、板状の圧電体内を伝搬する板波と称されている波の１種である。板波としては、ラム波の他に、ＳＨ波が知られている。弾性波素子技術ハンドブック（オーム社、平成３年発行）によれば、「ＳＶ波と縦波（疎密波）とが板の両面でモード変化を起こし、複雑に結合してラム波と呼ばれる板波となる」旨が記載されている。
非特許文献１に記載のように、ラム波は、板状の弾性体の両面にて弾性波を反射させつつ、板状の圧電体内を伝搬するため、ラム波はレイリー波と異なる性質を有している。ラム波では速度分散性が存在し、２つの表面を使用することが可能であり、レイリー波を用いた場合よりも、大きな電気機械結合係数Ｋ２を有する可能性がある。
非特許文献１では、９０°回転Ｙ−ＸＬｉＮｂＯ３からなる圧電薄膜を用いたラム波デバイスが開示されている。ここでは、高音速で大きな電気機械結合係数を有する反対称モードであるＡ１モードが励振することが示されている。
電子通信学会論文誌’８５／５Ｖｏｌ．Ｊ６８−ＡＮｏ．５ 第４９６頁〜第５０３頁「回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３平板におけるラム波伝搬特性の解析」
電子通信学会論文誌’８５／５Ｖｏｌ．Ｊ６８−ＡＮｏ．５ 第４９６頁〜第５０３頁「回転ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３平板におけるラム波伝搬特性の解析」
上述した非特許文献１に記載のラム波デバイスでは、圧電薄膜上にＩＤＴ電極を形成した構造において、ラム波を利用することにより、電気機械結合係数を高め得る可能性が指摘されている。しかしながら、非特許文献１に記載のようなラム波デバイスを実際に作製した場合、高周波領域で通過帯域を得ることができるものの、通過帯域または減衰帯域に所望でないスプリアスが現れがちであるという問題のあることがわかった。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、電気機械結合係数を高めて高帯域化を図ることができるだけでなく、所望でないスプリアスの影響を抑圧することが可能とされている、ラム波デバイスを提供することにある。
本発明の広い局面によれば、ベース基板と、前記ベース基板上に形成されており、該ベース基板から浮かされた部分を有し、該浮かされた部分が、ベース基板に対向している第１の面と反対側の面である第２の面とを有する圧電薄膜と、前記圧電薄膜の第１，第２の面の少なくとも一方に配置されたＩＤＴ電極とを備えるラム波デバイスであって、前記圧電薄膜が、ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３からなり、前記圧電薄膜のｃ軸が、前記圧電薄膜の第１，第２の面に対する法線と略同じ方向とされており、該圧電薄膜の結晶構造がｃ軸を回転軸とした回転双晶であることを特徴とする、ラム波デバイスが提供される。
本発明に係るラム波デバイスのある特定の局面では、前記圧電薄膜が、ＬｉＮｂＯ３であり、前記ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、前記圧電薄膜の膜厚をｄ、ラム波の利用するモードの波長をλとしたときに、ｈ及びｄは下記Ｉ〜IIIのいずれかの条件を満たすことを特徴とする。
Ｉ ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．０９０≦ｄ／λ≦０．１０７
II ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．１３３≦ｄ／λ≦０．２３３
III ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．２５７≦ｄ／λ≦０．３００
本発明に係るラム波デバイスの他の特定の局面では、前記圧電薄膜が、ＬｉＴａｂＯ３であり、前記ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、前記圧電薄膜の膜厚をｄ、ラム波の利用するモードの波長をλとしたときに、ｈ及びｄは下記IV〜VIのいずれかの条件を満たすことを特徴とする。
II ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．１３３≦ｄ／λ≦０．２３３
III ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．２５７≦ｄ／λ≦０．３００
本発明に係るラム波デバイスの他の特定の局面では、前記圧電薄膜が、ＬｉＴａｂＯ３であり、前記ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、前記圧電薄膜の膜厚をｄ、ラム波の利用するモードの波長をλとしたときに、ｈ及びｄは下記IV〜VIのいずれかの条件を満たすことを特徴とする。
IV ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．０９３≦ｄ／λ≦０．１２５
Ｖ ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．１４１≦ｄ／λ≦０．２４０
VI ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．２６０≦ｄ／λ≦０．３００
本発明に係るラム波デバイスのさらに別の特定の局面では、上記ＩＤＴ電極は、圧電薄膜の第２の面に形成されている。
Ｖ ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．１４１≦ｄ／λ≦０．２４０
VI ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．２６０≦ｄ／λ≦０．３００
本発明に係るラム波デバイスのさらに別の特定の局面では、上記ＩＤＴ電極は、圧電薄膜の第２の面に形成されている。
また、本発明に係るラム波デバイスの他の特定の局面では、上記ＩＤＴ電極は、圧電薄膜の第１の面に形成されている。
（発明の効果）
（発明の効果）
本発明に係るラム波デバイスでは、圧電薄膜がＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３からなり、圧電薄膜のｃ軸が、圧電薄膜の第１，第２の面に対する法線と略同じ方向とされており、かつ圧電薄膜の結晶構造が回転双晶であるため、対称モードの基本モードＳ０やＳＨモードの基本モードＳＨ０が発生しなくなり、これらのモードに基づく帯域外スプリアスを抑制することができる。従って、周波数特性に優れたラム波デバイスを提供することができる。
よって、本発明によれば、例えば中心周波数２〜１０ＧＨｚ、比帯域幅１〜１０％の装置を提供することができる。もっとも、本発明に係るラム波デバイスは、帯域フィルタに限らず、共振子などの様々なデバイスに適用することができる。
特に、本発明において、圧電薄膜がＬｉＮｂＯ３であり、ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、ｈ及びｄが上記Ｉ〜IIIのいずれかの条件を満たす場合には、通過帯域近傍におけるスプリアスモードの発生を効果的に抑圧することができ、それによって、通過帯域内に現れるリップル及び帯域近傍のスプリアス応答を抑圧することができる。
また、圧電薄膜がＬｉＴａＯ３であり、ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、ｈ及びｄは上記IV〜VIのいずれかの条件を満たす場合にも、同様に、通過帯域近傍におけるスプリアスモードの発生を抑圧することができ、それによって、通過帯域内におけるリップル及び帯域近傍のスプリアス応答を効果的に抑圧することができる。
ＩＤＴ電極が、圧電薄膜のベース基板に対向している側とは反対側の面である第２の面に形成されている場合には、ＩＤＴ電極をベース基板上に設けられた圧電薄膜の第２の面に容易に形成することができるので、ラム波デバイスを提供することが可能となる。
もっとも、ＩＤＴ電極は、圧電薄膜の第１の主面に形成されていてもよく、その場合には、ＩＤＴ電極がベース基板と対向しており、外部に露出していないので、外装ケースを構成している金属材料などから生じた金属粉が、ＩＤＴ電極に付着し難い。従って、金属粉などの付着による特性不良を抑圧することができ、かつ耐環境特性や耐湿性に優れたラム波デバイスを提供することができる。
１…ラム波デバイス
２…ベース基板
３…圧電薄膜
３ａ…第１の面
３ｂ…第２の面
４…ＩＤＴ電極
２…ベース基板
３…圧電薄膜
３ａ…第１の面
３ｂ…第２の面
４…ＩＤＴ電極
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。
（実験例１）
図１は、本発明の一実施形態に係るラム波デバイスを説明するための模式的正面断面図である。ラム波デバイス１は、ベース基板２とベース基板２上に形成された圧電薄膜３とを有する。圧電薄膜３は、ベース基板２の上面２ａ上に形成されているが、圧電薄膜３の一部がベース基板２の上面２ａから浮かされている。この浮かされている部分において、圧電薄膜３の第１の面３ａがベース基板２の上面２ａとギャップを隔てて対向されており、第１の面３ａとは反対側の面である外側の面である第２の面３ｂ上にＩＤＴ電極４が形成されている。ＩＤＴ電極４は、所望の共振子やフィルタを構成するために設けられている。
図１は、本発明の一実施形態に係るラム波デバイスを説明するための模式的正面断面図である。ラム波デバイス１は、ベース基板２とベース基板２上に形成された圧電薄膜３とを有する。圧電薄膜３は、ベース基板２の上面２ａ上に形成されているが、圧電薄膜３の一部がベース基板２の上面２ａから浮かされている。この浮かされている部分において、圧電薄膜３の第１の面３ａがベース基板２の上面２ａとギャップを隔てて対向されており、第１の面３ａとは反対側の面である外側の面である第２の面３ｂ上にＩＤＴ電極４が形成されている。ＩＤＴ電極４は、所望の共振子やフィルタを構成するために設けられている。
本実施形態では、ベース基板２は、ＬｉＮｂＯ３単結晶基板により構成されている。また、上記圧電薄膜３は、ＬｉＮｂＯ３薄膜からなり、該圧電薄膜３のｃ軸が、圧電薄膜３の第１，第２の面３ａ，３ｂに対する法線と略同じ方向とされており、かつ圧電薄膜３の結晶構造はｃ軸を回転軸とした回転双晶である。
本実施形態のラム波デバイス１の製造方法を説明することにより、上記構造をより詳細に説明することとする。
先ず、ベース基板２上に、スパッタリングなどの一般的な成膜方法により、ｃ軸がベース基板２の上面２ａに垂直方向となるように下地層としてのＺｎＯエピタキシャル膜が形成される。
ベース基板２を構成する材料は、ｃ軸がベース基板２の上面２ａに略垂直な方向となるように、垂直な方向のエピタキシャル膜を成膜し得る限り、上記材料に限定されない。例えば、ベース基板２は、ＬｉＴａＯ３単結晶やサファイヤなどの他の圧電単結晶により形成されていてもよい。
次に形成される圧電薄膜３の浮かされた部分の平面形状に応じて上記下地層としてのＺｎＯエピタキシャル膜をパターニングした後、ＣＶＤ成膜装置を用いて、圧電薄膜３が形成される。圧電薄膜３は、本実施形態では、ＬｉＮｂＯ３薄膜により形成されている。なお、ＬｉＮｂＯ３薄膜に代えて、ＬｉＴａＯ３薄膜が形成されてもよい。
上記圧電薄膜３は、上記のようにして形成された下地層としてのＺｎＯエピタキシャル膜上に形成されるので、圧電薄膜３のｃ軸は、ベース基板２の上面２ａに垂直な方向となり、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電薄膜３は、双晶エピタキシャル膜となる。
本来、ＬｉＮｂＯ３単結晶あるいはＬｉＴａＯ３単結晶は、ｃ軸を中心に３回回転対称性を有しているが、圧電薄膜３を成膜した後、ＸＲＤにより評価したところ、図２に示す結果が得られた。すなわち、図２から明らかなように、実際に成膜されたＬｉＮｂＯ３膜のＸＲＤスペクタルでは、６回回転対称性を有することが確かめられた。そして、形成されたＬｉＮｂＯ３膜は、回転双晶エピタキシャル膜であることがわかった。
下地であるＺｎＯエピタキシャル膜自体は６回回転対称性を有しているため、その上に形成されたＬｉＮｂＯ３あるいは、ＬｉＴａＯ３は２通りの配向方向をとり得ると考えられる。ＬｉＮｂＯ３薄膜あるいはＬｉＴａＯ３薄膜が回転双晶エピタキシャル膜となり得る限り、下地層として用いる材料は、ＺｎＯに限定されず、ＣｕやＰｔのような金属のエピタキシャル膜であってもよい。
次に、Ａｒイオンミリングや反応性イオンエッチングのようなドライプロセスにより、上記ＬｉＮｂＯ３薄膜あるいはＬｉＴａＯ３薄膜にエッチングホールを形成する。しかる後、フォトリソグラフィー及び成膜法を用い、ＩＤＴ電極４を形成する。次に、上記下地層のＺｎＯエピタキシャル膜を酸によるエッチングにより除去し、それによって、図１に示されている空隙Ａが形成される。
上記のようにして、本実施形態のラム波デバイス１が得られている。ラム波デバイス１におけるＬｉＮｂＯ３薄膜の共振子のインピーダンスと、音速との関係をネットワークアナライザにより測定した。結果を図３Ａに示す。
また、図３Ｂは、上記ラム波デバイス１におけるＬｉＮｂＯ３薄膜のインピーダンスと音速との関係を有限要素法によるシミュレーションにより求めシミュレーションにより求めた結果を示す。
また、図３Ｃは、ラム波デバイス１のＬｉＮｂＯ３薄膜が双晶構造を有せず、単結晶とされているように変更されたことを除いては、同様とされた比較例の構造についてのシミュレーションにより求めたインピーダンスと音速との関係を示す図である。
図３Ｃから明らかなように、ＬｉＮｂＯ３薄膜が単結晶である場合には、ＳＨ波の基本モードＳＨ０及びラム波の対称モードの基本モードＳ０による応答が大きく現れ、用いようとする反対称モードの一次モードＡ１に対して大きなスプリアスとなっていることがわかる。これに対して、図３Ａ及び図３Ｂでは、反対称モードＡ１による応答が現れているのに対し、減衰域を悪化させる要因となるＳＨ波の基本モードＳＨ０や、対称モードの基本モードＳ０が殆ど現れていないことがわかる。
すなわち、上記圧電薄膜３が双晶構造を有するため、所望でないスプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。
図３Ｂ及び図３Ｃにおける結果は、有限要素法により求めたものであり、ここでは、ＩＤＴの波長λとしたときに、ＬｉＮｂＯ３薄膜の厚みを０．１５５λ、ＩＤＴ電極４をＡｌにより形成し、その厚みを０．０３λ、デューティ比を０．４７とし、双晶構造については、圧電薄膜部分を弾性波伝搬方向に対して８０の領域に等分割し、オイラー角（０°，０°，ψ０）部分とオイラー角（０°，０°，ψ０＋１８０°）部分とを交互に配置した構造とし、ψ０＝１５°とした。なお、どの伝搬方向もψ０に対しても同様の結果が得られる。
なお、図３Ａ〜図３Ｃは、圧電薄膜３がＬｉＮｂＯ３薄膜である場合の結果であるが、ＬｉＴａＯ３薄膜である場合にも同様の結果が得られた。
（実験例２）
実験例１と同様のラム波デバイスにおいて、ＩＤＴ電極４の厚みと圧電薄膜３の膜厚を種々変化させたときのラム波の電気機械結合係数を求めた。この結果を図４及び図５に示す。図４及び図５において、ｈはＩＤＴ電極の膜厚、ｄは圧電薄膜の膜厚、λはラム波の波長を表す。なお、計算に際しては有限要素法を用いた。図４はｄ／λ＝０．１としたときの、ｈ／ｄの変化に対する電気機械結合係数の変化をラム波の各モードについて示したものである。図４から明らかなように、ｈ／ｄが０．２４を越えたあたりから、主モードであるＡ１モードの電気機械結合係数Ｋ２が低下し、他のモードの電気機械結合係数Ｋ２は大きくなることがわかる。従って、ｄ／λ＝０．１のときにはｈ／ｄの上限値をおよそ０．２４とすることにより、スプリアス応答を抑圧したラム波デバイスが実現できることがわかる。
実験例１と同様のラム波デバイスにおいて、ＩＤＴ電極４の厚みと圧電薄膜３の膜厚を種々変化させたときのラム波の電気機械結合係数を求めた。この結果を図４及び図５に示す。図４及び図５において、ｈはＩＤＴ電極の膜厚、ｄは圧電薄膜の膜厚、λはラム波の波長を表す。なお、計算に際しては有限要素法を用いた。図４はｄ／λ＝０．１としたときの、ｈ／ｄの変化に対する電気機械結合係数の変化をラム波の各モードについて示したものである。図４から明らかなように、ｈ／ｄが０．２４を越えたあたりから、主モードであるＡ１モードの電気機械結合係数Ｋ２が低下し、他のモードの電気機械結合係数Ｋ２は大きくなることがわかる。従って、ｄ／λ＝０．１のときにはｈ／ｄの上限値をおよそ０．２４とすることにより、スプリアス応答を抑圧したラム波デバイスが実現できることがわかる。
なお、図４に示すラム波の各モードの表記方法については次に述べる通りである。ラム波のモードをＸｎ（ｉ）と示すことと定義する。Ｘはモードの種別を示す記号であり、Ａと表記される場合には反対称モードを表し、Ｓと表記される場合には対称モードであることを表す。ｎは０以上の整数でありモードの次数を表すもので、最大変位成分の圧電薄膜の厚み方向の節の数を示すものである。ｉは１以上の整数であり、最大変位成分のラム波の伝搬方向半波長区間における節の数を示すものである。特にｉが１の場合は（ｉ）の表記を省略する。
次にｄ／λが変化したときの各モードの電気機械結合係数Ｋ２の変化を示す。図５はｈ／ｄを０．２４に固定して、ｄ／λを０．０８〜０．３の範囲で変化させたときのラム波の各モードの電気機械結合係数Ｋ２の変化を示す図である。図５から明らかなように、ｄ／λの幾つかの範囲において、主モードであるＡｌモードの電気機械結合係数Ｋ２が低下し、他のモードの電気機械結合係数Ｋ２は大きくなることがわかる。このようなｄ／λの範囲はフィルタには不適である。
図４及び図５を総合して判断すれば、ｈ／ｄ≦０．２４とされており、ｄ／λが次のＩ〜IIIの条件を満たす範囲
Ｉ ０．０９０≦ｄ／λ≦０．１０７
II ０．１３３≦ｄ／λ≦０．２３３
III ０．２５７≦ｄ／λ≦０．３００
にあれば、主モードであるＡ１モード以外のモードの電気機械結合係数が十分に小さく抑圧され、これによりスプリアスの発生が抑圧されて良好な特性のラム波デバイスを実現できる。なお、ＩＤＴ電極の材料はＡｌのみに限らず、Ａｌを主成分とする合金であっても同じ結果が得られる。ｈ／ｄは０．０１を下回ると、電極の電気抵抗の増大に伴う電流の実損失により挿入損失が劣化するためｈ／ｄは０．０１以上であることが望ましい。
Ｉ ０．０９０≦ｄ／λ≦０．１０７
II ０．１３３≦ｄ／λ≦０．２３３
III ０．２５７≦ｄ／λ≦０．３００
にあれば、主モードであるＡ１モード以外のモードの電気機械結合係数が十分に小さく抑圧され、これによりスプリアスの発生が抑圧されて良好な特性のラム波デバイスを実現できる。なお、ＩＤＴ電極の材料はＡｌのみに限らず、Ａｌを主成分とする合金であっても同じ結果が得られる。ｈ／ｄは０．０１を下回ると、電極の電気抵抗の増大に伴う電流の実損失により挿入損失が劣化するためｈ／ｄは０．０１以上であることが望ましい。
（実験例３）
実験例３においては実験例１のラム波デバイスのベース基板２及び圧電薄膜３をＬｉＴａＯ３とした以外は基本的構成は実験例１と同様である。実験例２と同様に、ＩＤＴ電極４の厚みと圧電薄膜３の膜厚を種々変化させたときのラム波の電気機械結合係数を求めた。この結果を図６，図７に示す。図６，図７においても図４，図５と同様に、ｈはＩＤＴ電極の膜厚、ｄは圧電薄膜の膜厚、λはラム波の波長を表す。なお、計算に際しては有限要素法を用いた。図６はｄ／λ＝０．１としたときの、ｈ／ｄの変化に対する電気機械結合係数の変化をラム波の各モードについて示したものである。図６から明らかなように、ｈ／ｄが０．２６を越えたあたりから、主モードであるＡ１モードの電気機械結合係数Ｋ２が低下し、他のモードの電気機械結合係数Ｋ２は大きくなることがわかる。
実験例３においては実験例１のラム波デバイスのベース基板２及び圧電薄膜３をＬｉＴａＯ３とした以外は基本的構成は実験例１と同様である。実験例２と同様に、ＩＤＴ電極４の厚みと圧電薄膜３の膜厚を種々変化させたときのラム波の電気機械結合係数を求めた。この結果を図６，図７に示す。図６，図７においても図４，図５と同様に、ｈはＩＤＴ電極の膜厚、ｄは圧電薄膜の膜厚、λはラム波の波長を表す。なお、計算に際しては有限要素法を用いた。図６はｄ／λ＝０．１としたときの、ｈ／ｄの変化に対する電気機械結合係数の変化をラム波の各モードについて示したものである。図６から明らかなように、ｈ／ｄが０．２６を越えたあたりから、主モードであるＡ１モードの電気機械結合係数Ｋ２が低下し、他のモードの電気機械結合係数Ｋ２は大きくなることがわかる。
次にｄ／λが変化したときの各モードの電気機械結合係数の変化を示す。図７はｈ／ｄを０．２６に固定して、ｄ／λを０．０８〜０．３の範囲で変化させたときのラム波の各モードの電気機械結合係数Ｋ２の変化を示す図である。図７から明らかなように、ｄ／λの幾つかの範囲において、主モードであるＡ１モードの電気機械結合係数Ｋ２が低下し、他のモードの電気機械結合係数Ｋ２は大きくなることがわかる。このようなｄ／λの範囲はフィルタには不適である。
図６及び図７を総合して判断すれば、ｈ／ｄ≦０．２６とされており、ｄ／λが次のIV〜VIの条件を満たす範囲
IV ０．０９３≦ｄ／λ≦０．１２５
Ｖ ０．１４１≦ｄ／λ≦０．２４０
VI ０．２６０≦ｄ／λ≦０．３００
にあれば、主モードであるＡ１モード以外のモードの電気機械結合係数が十分に小さく抑圧され、これによりスプリアスの発生が抑圧されて良好な特性のラム波デバイスを実現できる。なお、ＩＤＴ電極の材料はＡｌのみに限らず、Ａｌを主成分とする合金であっても同じ結果が得られる。ｈ／ｄは０．０１を下回ると、電極の電気抵抗の増大に伴う電流の実損失により挿入損失が劣化するためｈ／ｄは０．０１以上であることが望ましい。
IV ０．０９３≦ｄ／λ≦０．１２５
Ｖ ０．１４１≦ｄ／λ≦０．２４０
VI ０．２６０≦ｄ／λ≦０．３００
にあれば、主モードであるＡ１モード以外のモードの電気機械結合係数が十分に小さく抑圧され、これによりスプリアスの発生が抑圧されて良好な特性のラム波デバイスを実現できる。なお、ＩＤＴ電極の材料はＡｌのみに限らず、Ａｌを主成分とする合金であっても同じ結果が得られる。ｈ／ｄは０．０１を下回ると、電極の電気抵抗の増大に伴う電流の実損失により挿入損失が劣化するためｈ／ｄは０．０１以上であることが望ましい。
なお、図１に示したラム波デバイス１では、ＩＤＴ電極４は、圧電薄膜３の第２の面３ｂに形成されていた。この場合、圧電薄膜３の上面、すなわち外側に露出している面にＩＤＴ電極４が形成されているので、ＩＤＴ電極を容易に形成することができる。従って、安価なラム波デバイス１を提供することができる。
もっともＩＤＴ電極４は、圧電薄膜３の第１の面３ａ、すなわちベース基板２に対向している内側の面に形成されていてもよい。このように、空隙Ａに臨む内側の第１の面３ａにＩＤＴ電極４が形成されている場合には、外装ケース金属から分離した金属粉等が落下したとても、短絡や特性不良が生じ難い。従って、金属粉等の付着による変動が生じ難く、かつ耐湿性等の耐環境特性に優れたラム波デバイスを提供することができる。
なお、本明細書において、双晶とは、１つの物質の単結晶が２つ以上、互いに特定の対称関係に従って結合している１つの固体をいうものとし、ｃ軸を回転軸とした回転双晶とは、双晶であり、個々の構成要素である単結晶をオイラー角で表現した場合に、オイラー角同士がｃ軸を中心に回転することにより表現することができる対称関係をもつものをいうものとする。
Claims (5)
- ベース基板と、
前記ベース基板上に形成されており、該ベース基板から浮かされた部分を有し、該浮かされた部分が、ベース基板に対向している第１の面と反対側の面である第２の面とを有する圧電薄膜と、
前記圧電薄膜の第１，第２の面の少なくとも一方に配置されたＩＤＴ電極とを備えるラム波デバイスであって、
前記圧電薄膜が、ＬｉＴａＯ３またはＬｉＮｂＯ３からなり、
前記圧電薄膜のｃ軸が、前記圧電薄膜の第１，第２の面に対する法線と略同じ方向とされており、該圧電薄膜の結晶構造がｃ軸を回転軸とした回転双晶であることを特徴とする、ラム波デバイス。 - 前記圧電薄膜が、ＬｉＮｂＯ３であり、
前記ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、
前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、前記圧電薄膜の膜厚をｄ、ラム波の利用モードの波長をλとしたときに、ｈ及びｄは下記Ｉ〜IIIのいずれかの条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のラム波デバイス。
Ｉ ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．０９０≦ｄ／λ≦０．１０７
II ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．１３３≦ｄ／λ≦０．２３３
III ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２４かつ０．２５７≦ｄ／λ≦０．３００ - 前記圧電薄膜が、ＬｉＴａｂＯ３であり、
前記ＩＤＴ電極が、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金からなり、
前記ＩＤＴ電極の厚みをｈ、前記圧電薄膜の膜厚をｄ、ラム波の利用モードの波長をλとしたときに、ｈ及びｄは下記IV〜VIのいずれかの条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のラム波デバイス。
IV ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．０９３≦ｄ／λ≦０．１２５
Ｖ ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．１４１≦ｄ／λ≦０．２４０
VI ０．０１≦ｈ／ｄ≦０．２６かつ０．２６０≦ｄ／λ≦０．３００ - 前記ＩＤＴ電極が、圧電薄膜の第２の面に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のラム波デバイス。
- 前記ＩＤＴ電極が、前記圧電薄膜の第１の面に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のラム波デバイス。
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