JPWO2020158673A1 - 弾性波デバイスおよびマルチプレクサ - Google Patents
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Abstract
ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスは、基板（２）と、基板（２）の主面上に形成された電極指（４ａ、４ｂ）を有するＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極（３）と、基板（２）の主面、電極指（４ａ、４ｂ）の側面および上面を途切れなく覆う保護膜（６）と、を備え、基板（２）の主面を覆う保護膜（６）の部分のうち、隣接する電極指（４ａ、４ｂ）間の中間部が、電極指（４ａ、４ｂ）の近傍部より厚い。
Description
本発明は、弾性波装置に関し、特には、ＳＨ波をメインモードとした弾性波デバイス、および、マルチプレクサに関する。
従来、基板と、この基板の上面に設けた櫛型電極と、この櫛型電極を覆う保護膜とを備え、櫛型電極を構成する電極指の上面の保護膜の厚さと、電極指の側面の保護膜の厚さとをほぼ等しくした構造が開示されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１には、保護膜としての耐湿性を考えると、その厚さが重要となってくる。すなわち、一定の耐湿基準を満たそうとすると、もっとも薄いところでも一定の膜厚を確保する必要がある、と記載されている。
ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスでは、メインモードに対して０．７５倍付近の周波数に、レイリー波レスポンスが発生する。例えば、複数のフィルタを共通接続したマルチプレクサにおいて、共通接続された相手側フィルタの通過帯域と、レイリー波レスポンスの周波数とが一致すると、相手側フィルタの通過特性が劣化する。
そこで、本発明は、メインモードの周波数特性を実質的に変えることなく、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変えることができる弾性波デバイスを提供する。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波デバイスは、ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスであって、基板と、前記基板の主面上に形成された複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、前記基板の前記主面、前記複数の電極指の側面および上面を途切れなく覆う保護膜と、を備え、前記基板の前記主面を覆う前記保護膜の部分のうち、隣接する前記電極指間の中間部が、前記電極指の近傍部より厚い。
これにより、保護膜を不均一な厚みで設けることで、保護膜の厚みが均一な場合と比べて、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変化させることができる。このとき、ＩＤＴ電極の設計パラメータを変化させなければ、メインモードの周波数特性は実質的に変化しない。したがって、メインモードの周波数特性を実質的に変えることなく、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変えることができる弾性波デバイスが得られる。
例えば、レイリー波レスポンスが他のフィルタの通過特性に悪影響を与える場合など、保護膜を不均一な厚みで設けることで、メインモードの周波数特性を維持しながら、レイリー波レスポンスの周波数を他のフィルタの通過帯域からずらすことができる。
本発明の実施の形態について、実施例及び図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
以下では、実施の形態に係る弾性波デバイスについて説明する前に、弾性波デバイスの一般的な構造について、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子の例を挙げて説明する。
図１は、ＳＡＷ共振子（以下、単に共振子とも言う）の一般的な構造の一例を模式的に示す平面図である。図１に示されるように、共振子１は、基板２と、基板２上に配置された１対の櫛歯状電極３ａ、３ｂとからなる。１対の櫛歯状電極３ａ、３ｂは、ＩＤＴ電極３を構成する。
櫛歯状電極３ａは、櫛歯形状に配置され、互いに平行な複数の電極指４ａと、複数の電極指４ａのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極５ａとで構成されている。また、櫛歯状電極３ｂは、櫛歯形状に配置され、互いに平行な複数の電極指４ｂと、複数の電極指４ｂのそれぞれの一端同士を接続するバスバー電極５ｂとで構成されている。複数の電極指４ａ、４ｂは、弾性波伝搬方向Ｘと直交する方向に延びるように形成されている。
なお、図１に示された共振子１は、ＳＡＷ共振子の一般的な構造を説明するためのものであって、櫛歯状電極３ａ、３ｂを構成する電極指４ａ、４ｂの本数や長さなどは、これに限定されない。
図２は、ＳＡＷ共振子の一般的な構造の一例を模式的に示す断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面に対応する。図２に示されるように、基板２は、圧電体層２３、低音速膜２２、高音速支持基板２１からなる積層体で構成されている。ＩＤＴ電極３（つまり、電極指４ａ、４ｂ、バスバー電極５ａ、５ｂ）は、密着層３１、主電極層３２、および密着層３３からなる積層体で構成されている。
基板２は、高音速支持基板２１、低音速膜２２、および圧電体層２３がこの順に積層された積層体で構成されている。
高音速支持基板２１は、低音速膜２２、圧電体層２３、ＩＤＴ電極３、および保護膜６を支持する基板である。高音速支持基板２１は、圧電体層２３を伝搬する弾性波（表面波）の音速よりも、高音速支持基板２１中のバルク波の音速が高速となる基板であり、例えばＳｉ（シリコン）で構成される。高音速支持基板２１の厚みは、特には限定されない。
低音速膜２２は、圧電体層２３を伝搬する弾性波の音速よりも、低音速膜２２中のバルク波の音速が低速となる膜であり、例えば、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を主成分とする材料で構成される。低音速膜２２の厚みは、例えば６７３ｎｍである。
圧電体層２３は、ＩＤＴ電極３によって励振される弾性表面波が伝搬する層であり、例えば、５０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸から５０°回転した軸を法線とする面で切断したタンタル酸リチウム単結晶またはセラミックス）で構成される。圧電体層２３の厚みは、例えば、６００ｎｍである。
上述の積層構造の基板２によれば、基板２の厚み方向における弾性波エネルギーの閉じ込め効率が高くなるので、共振周波数及び反共振周波数におけるＱ値を高めることができる。ただし、基板２を積層構造とすることは必須ではなく、基板２を単層の圧電基板により構成しても構わない。
ＩＤＴ電極３は、基板２上に形成され、密着層３１、主電極層３２、および密着層３３からなる積層体で構成されている。図２に示されるＩＤＴ電極３の積層構造は、電極指４ａ、４ｂおよびバスバー電極５ａ、５ｂに適用される。
密着層３１は、圧電体層２３と主電極層３２との密着性を向上させるための層であり、例えば、Ｔｉ（チタニウム）で構成される。密着層３１の厚みは、例えば、６ｎｍである。
主電極層３２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）またはＡｌ合金で構成される。主電極層３２の厚みは、例えば１３０ｎｍである。
密着層３３は、主電極層３２と保護膜６との密着性を向上させるための層であり、例えば、Ｔｉ（チタニウム）で構成される。密着層３３の厚みは、例えば、１２ｎｍである。
ＩＤＴ電極３（特には、電極指４ａ、４ｂ）の線幅ｗは０．５μｍであり、配置間隔Ｌは、１μｍである。配置間隔Ｌは、圧電体層２３を伝搬する弾性表面波の波長λである２．０μｍの半分に対応する。
保護膜６は、ＩＤＴ電極３の耐久性を向上させる層であり、例えば、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を主成分とする材料で構成される。保護膜６は、基板２のＩＤＴ電極３が形成された主面、およびＩＤＴ電極３の側面および上面を途切れなく覆っている。
以上のように構成される共振子１は、ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスの一例であり、メインモードに対して０．７５倍付近の周波数に、レイリー波レスポンスが発生する。
共振子１は、例えば、共通接続されてマルチプレクサを構成する複数のフィルタに用いることができる。このとき、共通接続された相手側フィルタの通過帯域と、レイリー波レスポンスの周波数とが一致すると、相手側フィルタの通過特性が劣化する。そこで、レイリー波レスポンスの周波数を共通接続された相手側フィルタの通過帯域からずらす必要が生じる。
例えば、ＩＤＴ電極３の設計パラメータ（上述の線幅ｗ、配置間隔Ｌなど）を変更することによってレイリー波レスポンスの周波数を変更することはできるが、この場合、メインモードの周波数特性も変わってしまうため、現実的な対策としては有効ではない。
そこで、本発明者らは、ＳＨ波とレイリー波のうち、特にレイリー波が依存する設計パラメータに着目することにより、保護膜の膜厚を不均一に設ける構造に想到した。以下、実施の形態に係る共振子における保護膜の膜厚の特徴について、詳細に説明する。なお、以下の説明では、電極指４ａ、４ｂは、まとめて電極指４として参照される。
（実施の形態）
図３は、参考例１に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図３では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図３の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子７０として参照する。
図３は、参考例１に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図３では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図３の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子７０として参照する。
共振子７０では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分の厚みが３０ｎｍで均一であり、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分の厚みが５０ｎｍで均一であり、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分の厚みが５０ｎｍで均一である。図３に示される断面構造は、共振子７０において、各電極指４を中心として設けられている。
図４は、実施例１に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図４の（ａ）には、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図４の（ｂ）には、隣接する２つの電極指４ａ、４ｂが示されている。なお、「隣接する電極指」とは、隣り合って配置される電極指４ａ及び電極指４ｂのことであり、複数の電極指４ａのうち隣り合う電極指４ａ同士、及び、複数の電極指４ｂのうち隣り合う電極指４ｂ同士のことではない。図４の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子７１として参照する。
共振子７１では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分の厚みが５０ｎｍで均一であり、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分の厚みが５０ｎｍで均一である。つまり、共振子７１では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚い。例えば、電極指４ａ、４ｂの各側面を覆って互いに対向する２つの保護層６の間隔（ギャップ）をＧとした場合、隣接する電極指間の中間部は、上記２つの保護層６の中間点を含み、当該中間点を基準として電極指４ａ側および電極指４ｂ側のそれぞれに０Ｇ以上０．１Ｇ以下離れた範囲である。また、電極指の近傍部は、電極指４ａの側面を覆う保護層６から０Ｇ以上０．１Ｇ以下離れた範囲、または、電極指４ｂの側面を覆う保護層６から０Ｇ以上０．１Ｇ以下離れた範囲である。図４に示される断面構造は、共振子７１において、各電極指４を中心として設けられている。
図３、図４に示す寸法条件に従って共振子７０、７１のモデルを設定し、シミュレーションによりインピーダンスの周波数特性を求めた。ＩＤＴ電極３の設計パラメータは、共振子７０、７１で同一とした。
図５は、共振子７０、７１のインピーダンスの周波数特性の一例を示すグラフである。図５に見られるように、１９００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚ付近で生じるメインモードのレスポンスは、共振子７０、７１においてほぼ同一である。つまり、保護膜６を均一とするか不均一とするかは、メインモードの周波数特性に実質的に影響しないことが分かる。これに対し、１４２０ＭＨｚ〜１４４０ＭＨｚ付近で生じるレイリー波レスポンスの周波数は、共振子７０、７１で差があることが分かる。
図６は、レイリー波レスポンスを拡大して示すグラフである。図６に見られるように、レイリー波レスポンスの周波数は、共振子７０、７１で、約５ＭＨｚの差がある。
この結果から、保護膜を不均一な厚みで設けることで、保護膜の厚みが均一な場合と比べて、メインモードの周波数特性を実質的に変えることなく、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変えられることが分かる。
以下では、保護膜６の形状が異なる他の実施例に係る共振子について説明する。
図７は、参考例２に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図７では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図７の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子８０として参照する。
共振子８０では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分の厚みが３０ｎｍで均一であり、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分の厚みが３０ｎｍで均一であり、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分の厚みが３０ｎｍで均一である。図７に示される断面構造は、共振子８０において、各電極指４を中心として設けられている。
図８は、実施例２に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図８では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図８の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子８１として参照する。
共振子８１では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分の厚みが５０ｎｍであり、上面の端部を覆う部分の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分の厚みが３０ｎｍで均一である。つまり、共振子８１では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚いことに加えて、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分が、上面の端部を覆う部分より厚い。図８に示される断面構造は、共振子８１において、各電極指４を中心として設けられている。
図９は、実施例３に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図９では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図９の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子８２として参照する。
共振子８２では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分の厚みが１０ｎｍであり、上面の端部を覆う部分の厚みが５０ｎｍである。また、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分の厚みが３０ｎｍで均一である。つまり、共振子８２では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚いことに加えて、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分が、上面の端部を覆う部分より薄い。図９に示される断面構造は、共振子８２において、各電極指４を中心として設けられている。
図１０は、実施例４に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図１０では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図１０の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子８３として参照する。
共振子８３では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分の厚みが３０ｎｍで均一である。また、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分の厚みが５０ｎｍであり、側面の上部を覆う部分の厚みが１０ｎｍである。つまり、共振子８３では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚いことに加えて、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分が、側面の上部を覆う部分より厚い。図１０に示される断面構造は、共振子８３において、各電極指４を中心として設けられている。
図１１は、実施例５に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図１１では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図１１の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子８４として参照する。
共振子８４では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分の厚みが３０ｎｍで均一である。また、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分の厚みが１０ｎｍであり、側面の上部を覆う部分の厚みが５０ｎｍである。つまり、共振子８４では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚いことに加えて、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分が、側面の上部を覆う部分より薄い。図１１に示される断面構造は、共振子８４において、各電極指４を中心として設けられている。
図１２は、実施例６に係る保護膜６の形状を示す断面図である。図１２では、ＩＤＴ電極３の１つの電極指４を中心として、電極指４から電極指４の両側に隣接する電極指（図示せず）の各々との中間点までの範囲が示されている。図１２の形状の保護膜６を有する共振子を、共振子８５として参照する。
共振子８５では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分の厚みが５０ｎｍであり、上面の端部を覆う部分の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分の厚みが５０ｎｍであり、側面の上部を覆う部分の厚みが１０ｎｍである。つまり、共振子８３では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚いことに加えて、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分が、上面の端部を覆う部分より厚い。さらには、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分が、側面の上部を覆う部分より厚い。図１２に示される断面構造は、共振子８５において、各電極指４を中心として設けられている。
図７〜１２に示す寸法条件に従って共振子８０〜８５のモデルを設定し、シミュレーションによりインピーダンスの周波数特性を求めた。ＩＤＴ電極３の設計パラメータは、共振子８０〜８５で同一とした。メインモードのレスポンスは、共振子８０〜８５においてほぼ同一であった（図示せず）。
図１３は、共振子８０〜８５のレイリー波レスポンスを拡大して示すグラフである。図１３に見られるように、レイリー波レスポンスの周波数は、共振子８０と、共振子８１〜８５の各々とで約３ＭＨｚ〜９ＭＨｚの差がある。
この結果から、保護膜を不均一な厚みで設けることで、保護膜の厚みが均一な場合と比べて、メインモードの周波数特性を実質的に変えることなく、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変えられることが分かる。
以上説明した、保護膜を不均一な厚みで設けた共振子は、例えば、共通接続され、マルチプレクサを構成する複数のフィルタに用いることができる。
図１４は、マルチプレクサの一般的な構成の例を示す機能ブロック図である。図１４に示されるように、マルチプレクサ９０は、一端同士が共通接続されたフィルタ９１、９２を備え、フィルタ９１、９２のうち少なくとも１つのフィルタは、保護膜の厚みが不均一な弾性波デバイス（例えば、共振子７１、８１〜８５のうちのいずれかの共振子）を用いて構成されている。
マルチプレクサ９０において、例えば、フィルタ９１のレイリー波レスポンスの周波数がフィルタ９２の通過帯域と一致したとする。この場合、フィルタ９１を保護膜の厚みが不均一な共振子で構成することで、フィルタ９１の通過特性を維持しながら、フィルタ９１のレイリー波レスポンスの周波数をフィルタ９２の通過帯域からずらすことができる。
以上、本発明の実施の形態に係る弾性波デバイスおよびマルチプレクサについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
厚みが不均一な保護膜の形成方法は、特には限定されないが、一例として、保護膜の形成時のスパッタ条件や、保護膜を削り周波数調整する工程でのエッチングやミリングの条件によって形成することができる。つまり、厚みが不均一な保護膜は、既存の複数の工程を利用して低コストに形成することができる。
具体的に、保護膜の特定の形状への加工は、周波数調整時（保護膜を削る時）にコントロールすることで、周波数調整前の波形を確認後、メインモードの周波数を合わせることと同時に行ってもよい。
また、保護膜形成前や、周波数調整前で、メインモードとレイリー波レスポンスの位置を把握し、必要に応じてスパッタやエッチング、ミリングの条件をサンプル毎に変えるといった適応的な方法を採ることもできる。
（まとめ）
以上説明したように、本発明の一態様に係る弾性波デバイスは、ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスであって、基板と、前記基板の主面上に形成された複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、前記基板の前記主面、前記複数の電極指の側面および上面を途切れなく覆う保護膜と、を備え、前記基板の前記主面を覆う前記保護膜の部分のうち、隣接する前記電極指の中間部が、前記電極指の近傍部より厚い。
以上説明したように、本発明の一態様に係る弾性波デバイスは、ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスであって、基板と、前記基板の主面上に形成された複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、前記基板の前記主面、前記複数の電極指の側面および上面を途切れなく覆う保護膜と、を備え、前記基板の前記主面を覆う前記保護膜の部分のうち、隣接する前記電極指の中間部が、前記電極指の近傍部より厚い。
また、前記電極指の前記上面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記上面の中央部を覆う部分が、前記上面の端部を覆う部分より厚くてもよい。
また、前記電極指の前記上面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記上面の中央部を覆う部分が、前記上面の端部を覆う部分より薄くてもよい。
また、前記電極指の前記側面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記側面の下部を覆う部分が、前記側面の上部を覆う部分より厚くてもよい。
また、前記電極指の前記側面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記側面の下部を覆う部分が、前記側面の上部を覆う部分より薄くてもよい。
これにより、保護膜を不均一な厚みで設けることで、保護膜の厚みが均一な場合と比べて、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変化させることができる。このとき、ＩＤＴ電極の設計パラメータを変化させなければ、メインモードの周波数特性は実質的に変化しない。したがって、メインモードの周波数特性を実質的に変えることなく、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変えることができる弾性波デバイスが得られる。
例えば、レイリー波レスポンスが他のフィルタの通過特性に悪影響を与える場合など、保護膜を不均一な厚みで設けることで、メインモードの周波数特性を維持しながら、レイリー波レスポンスの周波数を他のフィルタの通過帯域からずらすことができる。
また、前記基板は、タンタル酸リチウムを含有する圧電材料で構成され、前記ＩＤＴ電極が一方の主面上に形成された圧電体層からなっていてもよい。
また、前記基板は、タンタル酸リチウムを含有する圧電材料で構成され、前記ＩＤＴ電極が一方の主面上に形成された圧電体層と、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、前記高音速支持基板と前記圧電体層との間に配置され、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、を有してもよい。
これにより、基板が単層構造および積層構造のいずれの構造の弾性波デバイスであっても、メインモードの周波数特性を実質的に変えることなく、レイリー波レスポンスが発生する周波数を変えることができる弾性波デバイスが得られる。
また、前記保護膜の最大の厚みが、前記ＩＤＴ電極の厚みの半分以下であるとしてもよい。
これにより、保護膜が過度に厚くならいので、保護膜が厚い場合に生じるＱ値の劣化が抑えられる。その結果、特性に優れた弾性波デバイスが得られる。
本発明の一態様に係るマルチプレクサは、一端同士が互いに接続された複数のフィルタを備え、前記複数のフィルタのうち少なくとも１つのフィルタは、前記弾性波デバイスを用いて構成されている。
これにより、前述した弾性波デバイスの効果に基づき、通過特性に優れたマルチプレクサが得られる。
本発明は、弾性波デバイスおよび弾性波デバイスを用いたマルチプレクサとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
１、７０、７１、８０〜８５ 共振子
２ 基板
３ ＩＤＴ電極
３ａ、３ｂ 櫛歯状電極
４、４ａ、４ｂ 電極指
５ａ、５ｂ バスバー電極
６ 保護膜
２１ 高音速支持基板
２２ 低音速膜
２３ 圧電体層
３１、３３ 密着層
３２ 主電極層
９０ マルチプレクサ
９１、９２ フィルタ
２ 基板
３ ＩＤＴ電極
３ａ、３ｂ 櫛歯状電極
４、４ａ、４ｂ 電極指
５ａ、５ｂ バスバー電極
６ 保護膜
２１ 高音速支持基板
２２ 低音速膜
２３ 圧電体層
３１、３３ 密着層
３２ 主電極層
９０ マルチプレクサ
９１、９２ フィルタ
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波デバイスは、基板と、前記基板の主面上に形成された複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、前記基板の前記主面、前記複数の電極指の側面および上面を途切れなく覆う保護膜と、を備え、前記基板の前記主面を覆う前記保護膜の部分のうち、隣接する前記電極指間の中間部が、前記電極指の近傍部より厚い。
共振子７１では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分の厚みが５０ｎｍで均一であり、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分の厚みが５０ｎｍで均一である。つまり、共振子７１では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚い。例えば、電極指４ａ、４ｂの各側面を覆って互いに対向する２つの保護膜６の間隔（ギャップ）をＧとした場合、隣接する電極指間の中間部は、上記２つの保護膜６の中間点を含み、当該中間点を基準として電極指４ａ側および電極指４ｂ側のそれぞれに０Ｇ以上０．１Ｇ以下離れた範囲である。また、電極指の近傍部は、電極指４ａの側面を覆う保護膜６から０Ｇ以上０．１Ｇ以下離れた範囲、または、電極指４ｂの側面を覆う保護膜６から０Ｇ以上０．１Ｇ以下離れた範囲である。図４に示される断面構造は、共振子７１において、各電極指４を中心として設けられている。
共振子８５では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部の厚みが５０ｎｍであり、電極指４の近傍部の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分の厚みが５０ｎｍであり、上面の端部を覆う部分の厚みが１０ｎｍである。また、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分の厚みが５０ｎｍであり、側面の上部を覆う部分の厚みが１０ｎｍである。つまり、共振子８５では、基板２の主面を覆う保護膜６の第１部分のうち、隣接する電極指４間の中間部が、電極指４の近傍部より厚いことに加えて、電極指４の上面を覆う保護膜６の第２部分のうち、上面の中央部を覆う部分が、上面の端部を覆う部分より厚い。さらには、電極指４の側面を覆う保護膜６の第３部分のうち、側面の下部を覆う部分が、側面の上部を覆う部分より厚い。図１２に示される断面構造は、共振子８５において、各電極指４を中心として設けられている。
これにより、保護膜が過度に厚くならないので、保護膜が厚い場合に生じるＱ値の劣化が抑えられる。その結果、特性に優れた弾性波デバイスが得られる。
Claims (9)
- ＳＨ波をメインモードとして利用する弾性波デバイスは、
基板と、
前記基板の主面上に形成された複数の電極指を有するＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極と、
前記基板の前記主面、前記複数の電極指の側面および上面を途切れなく覆う保護膜と、
を備え、
前記基板の前記主面を覆う前記保護膜の部分のうち、隣接する前記電極指間の中間部が、前記電極指の近傍部より厚い、
弾性波デバイス。 - 前記電極指の前記上面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記上面の中央部を覆う部分が、前記上面の端部を覆う部分より厚い、
請求項１に記載の弾性波デバイス。 - 前記電極指の前記上面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記上面の中央部を覆う部分が、前記上面の端部を覆う部分より薄い、
請求項１に記載の弾性波デバイス。 - 前記電極指の前記側面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記側面の下部を覆う部分が、前記側面の上部を覆う部分より厚い、
請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。 - 前記電極指の前記側面を覆う前記保護膜の部分のうち、前記側面の下部を覆う部分が、前記側面の上部を覆う部分より薄い、
請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。 - 前記基板は、タンタル酸リチウムを含有する圧電材料で構成され、前記ＩＤＴ電極が一方の主面上に形成された圧電体層からなる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。 - 前記基板は、
タンタル酸リチウムを含有する圧電材料で構成され、前記ＩＤＴ電極が一方の主面上に形成された圧電体層と、
前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、
前記高音速支持基板と前記圧電体層との間に配置され、前記圧電体層を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。 - 前記保護膜の最大の厚みが、前記ＩＤＴ電極の厚みの半分以下である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波デバイス。 - 一端同士が互いに接続された複数のフィルタを備え、
前記複数のフィルタのうち少なくとも１つのフィルタは、請求項１から８のいずれか１項に記載の弾性波デバイスを用いて構成されている、
マルチプレクサ。
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