WO2011007690A1 - 弾性表面波装置 - Google Patents
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Definitions
- the response of the fundamental mode of the surface acoustic wave is used.
- the wavelength of the surface acoustic wave is ⁇
- the thickness H of the SiO 2 film 1007 is in the range of 5% ⁇ H / ⁇ ⁇ 15%. It is said that. As a result, it is said that the frequency temperature characteristics can be improved and the electromechanical coupling coefficient can be increased.
- a first insulating film 7 made of a silicon nitride film is formed so as to cover the upper surface of the IDT electrode 3.
- a second insulating film 8 made of silicon oxide is formed on the first insulating film 7.
- the first insulating film 7 covering the IDT electrode 3 is an insulating film covering the upper surface of the IDT electrode 3 as shown in FIG. Therefore, the silicon oxide film 6 does not correspond to the first insulating film.
- At least one insulating film positioned inside the outermost insulating film 8 is made of silicon nitride, aluminum oxide, silicon carbide, or the like as long as the acoustic velocity of the surface acoustic wave is faster than that of the outermost insulating film.
- the insulating material can be used.
- the piezoelectric substrate 2 is not limited to a LiNbO 3 substrate, and a LiTaO 3 substrate or a quartz substrate can also be used.
- the electrode material constituting the IDT electrode 3 and the reflectors 4 and 5 is not limited to Cu, and metals such as Au, Pt, Ta, W, or alloys mainly composed of these metals can be used.
- the IDT electrode 3 and the reflectors 4 and 5 may be formed of a laminated metal film formed by laminating a plurality of metal films.
- the IDT electrode 3 has a density higher than that of Al, and the density of the IDT electrode 3 is preferably 1.5 times or more that of the second insulating film 8. Thereby, the reflection coefficient can be made sufficiently large. If it is less than 1.5 times, reflection is insufficient, and when a resonator is formed, a large ripple is generated near the antiresonance point.
- FIG. 7 shows a case where the thickness of the SiO 2 film as the second insulating film 8 is changed in the surface acoustic wave device in which the thickness of the SiN film shown in FIG. 6 is 20% of the wavelength of the surface acoustic wave. It is a figure which shows the change of the electromechanical coupling of a fundamental mode and higher-order mode. In general, in order to obtain a sufficiently large response, it is desirable that the electromechanical coupling coefficient K saw 2 is 7.5% or more. As is apparent from FIG. 7, when the film thickness of the SiO 2 film is 45% or more of the wavelength ⁇ , the electromechanical coupling coefficient K saw 2 of the higher-order mode can be 7.5% or more.
- FIG. 9 shows changes in the electromechanical coupling coefficient in the fundamental mode and higher-order mode when the film thickness of the SiN film is changed not only to 0, 10 or 20% shown in FIG. FIG.
- the thickness of the first insulating film 7 made of the SiN film is 5% or more of the wavelength ⁇ , the electromechanical coupling coefficient K saw 2 of the fundamental mode is reduced to 7.5% or less. You can see that Therefore, it can be seen that the thickness of the SiN film is desirably 5% or more of the wavelength ⁇ in order to suppress the response due to the fundamental mode.
- the thickness of the SiN film is desirably 21% or less of the wavelength ⁇ . Therefore, the upper limit of the thickness of the SiN film is desirably 21% or less.
- the thickness of the SiN film as the first insulating film 7 is 10% of the wavelength
- the thickness of the SiO 2 film as the second insulating film 8 is 60%.
- the surface acoustic wave device 1 as a one-port surface acoustic wave resonator was created under the following conditions, and the impedance characteristics and the phase characteristics were evaluated.
- IDT electrode 3 Cu film, thickness is 5% of wavelength First insulating film: SiN film, thickness is 10% of wavelength Second insulating film: SiO 2 silicon oxide film, thickness is 60% of wavelength The results are shown in FIG.
- the response of the higher-order mode can be sufficiently increased according to the present invention. It was confirmed that the fundamental mode response was sufficiently suppressed. In particular, when ⁇ is 86 °, the response due to the higher-order mode can be further increased when the angle is 131 ° and 155 °, while the response due to the fundamental mode is further reduced. It can be seen that the value can be increased.
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Abstract
高周波化を図ったとしても、歩留りの悪化や耐サージ電圧などの信頼性の劣化が生じ難く、しかも良好な周波数特性を得ることができる弾性表面波装置を提供する。 圧電基板２上にＩＤＴ電極３が形成されており、ＩＤＴ電極３上に、第１の絶縁膜７と、少なくとも一層の第２の絶縁膜８とが積層されており、ＳＨ波の高次モードを利用しており、かつ最表面に位置している第２の絶縁膜８の弾性表面波の音速よりも、最表面の絶縁膜８よりもＩＤＴ電極３側に位置している第１の絶縁膜７の弾性表面波の音速が速くされている、弾性表面波装置１
Description
本発明は、共振子やフィルタなどに用いられる弾性表面波装置に関し、より詳細には、ＩＤＴ電極上に複数の絶縁膜が積層されている弾性表面波装置に関する。
従来、共振子や帯域フィルタなどに弾性表面波装置が広く用いられている。
例えば下記の特許文献１には、図１４に示す弾性表面波共振子フィルタが開示されている。この弾性表面波共振子フィルタ１００１は、ＸカットＬｉＴａＯ３基板１００２を有する。ＸカットＬｉＴａＯ３基板１００２上に、ＩＤＴ電極１００３，１００４及び反射器１００５，１００６からなる電極構造が形成されている。この電極構造を覆うように、ＳｉＯ２膜１００７が積層されている。
ここでは、弾性表面波の基本モードによる応答が用いられており、弾性表面波の波長をλとしたときに、ＳｉＯ２膜１００７の膜厚Ｈが、５％＜Ｈ／λ＜１５％の範囲とされている。それによって、周波数温度特性の改善及び電気機械結合係数の増大を図ることができるとされている。
近年、電子機器においては、より一層の高周波化が進んでいる。弾性表面波共振子フィルタ１００１において、高周波化を図るには、ＩＤＴ電極１００３，１００４において、電極指ピッチを狭くする必要がある。しかしながら、電極指ピッチを狭くすると、ＩＤＴ１００３及び１００４の加工が困難となり、歩留りが低下する恐れがあった。また、耐サージ電圧が低くなり、信頼性が低下するという問題があった。
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、高周波化を図った場合でも、歩留りを高めることができ、かつ耐サージ電圧などの信頼性が低下し難い、弾性表面波装置を提供することにある。
本発明によれば、圧電基板と、前記圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と、 前記圧電基板上において、前記ＩＤＴ電極の上面を覆うように形成された第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上に形成された少なくとも一層の第２の絶縁膜とを備え、ＳＨ波の高次モードを利用しており、前記少なくとも一層の第２の絶縁膜のうち最表面に位置する絶縁膜中を伝搬する弾性表面波の音速よりも、該最表面の絶縁膜よりもＩＤＴ電極に近い側に位置している少なくとも一層の絶縁膜の弾性表面波の音速が速くされている、弾性表面波装置が提供される。
本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、前記最表面に位置する第２の絶縁膜が酸化珪素からなり、その膜厚が前記弾性表面波の波長の４５％以上、８５％以下であり、最表面の絶縁膜以外の絶縁膜が、窒化珪素、酸化アルミニウム及び炭化珪素からなる群から選択された一種の絶縁材料からなり、膜厚が弾性表面波の波長の５％以上、２１％以下である。この場合には、歩留り及び信頼性の低下が生じ難いだけでなく、利用するＳＨ波の高次モードによる応答をより一層大きくすることができ、かつスプリアスとなる基本モードをより一層効果的に抑制することができる。
本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の局面では、前記少なくとも一層の第２の絶縁膜が、一層の第２の絶縁膜からなり、該第２の絶縁膜が酸化珪素からなり、第１の絶縁膜が窒化珪素、酸化アルミニウム及び炭化珪素からなる群から選択された一種の絶縁材料からなる。この場合には、一層の第２の絶縁膜のみを有するため、絶縁膜積層構造の簡略化を果たすことができる。
本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の局面では、前記圧電基板がＬｉＮｂＯ３基板からなり、該ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角が、（０°，６２°～１６５°，０°）の範囲とされる。この場合には、高次モードの電気機械結合係数をより一層高めることができ、かつ基本モードの応答をより一層小さくすることができる。より好ましくは、ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角は（０°，９９°～１６４°，０°）の範囲とされ、その場合には、高次モードのＱ値をさらに高めることができる。
本発明に係る弾性表面波装置は、ＳＨ波の高次モードを利用しているため、基本モードを利用した場合に比べ、高周波化を進めることができる。しかも、少なくとも一層の第２の絶縁膜のうち最表面に位置する絶縁膜中を伝搬する弾性表面波の音速よりも、最表面の絶縁膜よりもＩＤＴ電極に近い側の絶縁膜の弾性表面波の音速が速くされているので、利用する高次モードによる応答を十分な大きさとすることができ、かつスプリアスとなる基本モードの応答を抑圧することができる。
従って、ＩＤＴ電極の電極指ピッチをさほど狭くせずに高周波化を図ることができ、しかも、該高次モードによる良好な特性を得ることができる。よって、高周波化を進めた場合であっても、歩留りの低下が生じ難く、かつ信頼性の低下も生じ難い。
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。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る弾性表面波装置を示す模式的部分正面断面図及び平面図である。
弾性表面波装置１は、圧電基板２を有する。本実施形態では、圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ３基板からなる。
圧電基板２上に、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５が設けられている。ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向両側に反射器４，５が設けられて、一ポート型の弾性表面波共振子が構成されている。
ＩＤＴ電極３の電極指間を埋めるように、ＩＤＴ電極３と同じ厚みの酸化珪素膜６が形成されている。同様に、反射器４，５の電極指間を埋めるように、反射器４，５と同じ膜厚となるように上記酸化珪素膜６が形成されている。
他方、ＩＤＴ電極３の上面を覆うように窒化珪素膜からなる第１の絶縁膜７が形成されている。また、第１の絶縁膜７上に、酸化珪素からなる第２の絶縁膜８が形成されている。
本実施形態の弾性表面波装置１は、ＳＨ波の高次モードの応答を利用している。従って、基本モードによる応答を利用した場合に比べて、高次モードは基本モードよりも音速が速いため、高周波化を図ることができる。言い換えれば、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチをさほど狭くすることなく高周波化を図ることができる。よって、高周波化を図った場合であっても、電極加工精度をさほど高めずともよいため、歩留りを高めることができる。また、耐サージ電圧も低下し難いため、信頼性も低下し難い。
加えて、本実施形態の弾性表面波装置１では、最表面に位置している第２の絶縁膜８における弾性表面波の音速よりも、ＩＤＴ電極３側に位置している第１の絶縁膜７の弾性表面波の音速が速くされている。このため、後述するように、高次モードによる応答を十分大きくすることができ、かつスプリアスとなる基本モードの応答を抑制することができる。従って、高次モードを利用した良好な共振特性を得ることができる。これを、以下においてより具体的に説明する。
図３は、従来の一般的な弾性表面波装置の要部を示す模式的部分正面断面図である。弾性表面波装置１１０１では、圧電基板１１０２上にＩＤＴ電極１１０３が形成されており、ＩＤＴ電極１１０３を覆うように酸化珪素膜１１０４が形成されている。このような圧電基板／ＩＤＴ電極／酸化珪素膜の積層構造を有する弾性表面波装置１１０１のインピーダンス特性及び位相特性の一例を図４に示す。
図５は，図３に示した従来の一般的な弾性表面波装置１１０１における基本モード及び高次モードの変位分布を示す模式図である。図５から明らかなように、基本モードでは、変位が最大となるのは、ＩＤＴ電極１１０３が形成されている部分である。これに対して、高次モードによる変位が最も大きくなるのは、変位が－１．０付近である酸化珪素膜１１０４の最表面であることがわかる。
この高次モードは、レイリー波でいうところのセザワ波に相当する。ただし、本発明で取り上げている高次モードはＳＨ波（基板と平行方向の変位を持つ横波）であり、Ｐ波（波の伝搬方向に変位を持つ縦波）とＳＶ波（基板の深さ方向に変位を持つ横波）が結合しているセザワ波とは波のモードが異なる。
図４から明らかなように、弾性表面波装置１１０１では、矢印Ａで示す基本モードだけでなく、矢印Ｂで示す高次モードによる応答が現れている。しかしながら、基本モードによる応答Ａに比べ、高次モードによる応答Ｂが小さいため、高次モードを利用して良好な共振特性を得ることはできない。
これに対して、本実施形態の弾性表面波装置１では、高次モードによる応答を大きくでき、基本モードによる応答を抑制することが可能とされている。図６を参照してこれを説明する。
上記実施形態の弾性表面波装置１を以下の要領で作成した。圧電基板２としてカット角が－４°のＹ－ＸＬｉＮｂＯ３基板すなわちオイラー角が（０°，８６°，０°）のＬｉＮｂＯ３基板を用い、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５をＣｕ膜により形成した。Ｃｕ膜の膜厚は、弾性表面波の波長λの５％とした。酸化珪素膜６としてのＳｉＯ２膜の厚みは、ＩＤＴ電極３と同様に波長の５％とした。また、第１の絶縁膜７としてのＳｉＮ膜の膜厚は、波長λの０％と、１０％または２０％とし、第２の絶縁膜８としてのＳｉＯ２膜の膜厚は波長λの５０％とした。このようにして得た三種の弾性表面波装置のインピーダンス特性及び位相特性を図６に示す。
図６から明らかなように、ＳｉＮ膜の膜厚が０％すなわち第１の絶縁膜７が存在しない場合に比べ、ＳｉＮ膜の膜厚を１０％及び２０％と厚くしていくことにより、基本モードの応答をより小さくし得ることがわかる。特にＳｉＮ膜の膜厚を２０％とした場合には、基本モードの応答の山谷比に比べ、高次モードの応答の山谷比を非常に大きくすることができ、高次モードによる応答をより一層大きくすることができ、他方、基本モードによる応答をかなり小さくすることができる。
これは、ＳｉＯ２膜からなる第２の絶縁膜８とＩＤＴ電極３との間にＳｉＮ膜からなる第１の絶縁膜７を介在させることにより、弾性表面波の音速が基本モードの音速よりも速い高次モードを高い強度で励振するができることによる。すなわち、最表面に位置している第２の絶縁膜８における弾性表面波の音速よりも、ＩＤＴ電極３側に近い第１の絶縁膜７における弾性表面波の音速が速いため、基本モードに比べて弾性表面波の音速が速い高次モードが十分に励振され、他方、相対的に弾性表面波の音速が遅い基本モードの励振が抑制されるためと考えられる。
従って、上記実施形態のように、弾性表面波の音速が相対的に遅い第２の絶縁膜８に比べ、弾性表面波の音速が相対的に速い第１の絶縁膜７を最表面に位置する第２の絶縁膜８よりも内側に配置することにより、高次モードの応答を十分大きくすることができ、かつ基本モードの応答を抑制することができる。
なお、本発明において、ＩＤＴ電極３を覆う第１の絶縁膜７とは、図１（ｂ）に示したようにＩＤＴ電極３の上面を覆う絶縁膜をいうものとする。従って、酸化珪素膜６は、第１の絶縁膜には相当しない。
図１（ｂ）に示す構造では、ＩＤＴ電極３の電極指間を埋めるように、酸化珪素膜６が形成されていたが、図２に示す変形例のように、絶縁膜６を省略し、第１の絶縁膜７が電極指間の隙間を埋めるように形成されていてもよい。もっとも、図１（ｂ）に示す構造によれば、酸化珪素膜６の上面とＩＤＴ電極３の上面が面一とされているため、堆積法により上面が平坦な第１の絶縁膜７を容易に形成することができる。また、図２に示す変形例では、電極指間に酸化珪素膜６を形成する工程を省略することができる。従って、生産性を高めることができる。
また、上記実施形態では、第１の絶縁膜７上に一層の第２の絶縁膜８が積層されていたが、図１（ｂ）に仮想線としての一点鎖線Ｃで示すように第２の絶縁膜８が複数の絶縁膜８ａ，８ｂからなる積層構造を有していてもよい。
すなわち、第２の絶縁膜８が第２の絶縁膜８ａ及び第２の絶縁膜８ｂを積層した構造を有すると仮定すると、この場合には、最表面に位置する第２の絶縁膜８ａに比べて、ＩＤＴ電極３側に位置している絶縁膜すなわち第１の絶縁膜７及び第２の絶縁膜８ｂのうち少なくとも一層の絶縁膜の弾性表面波の音速が、最表面の第２の絶縁膜８ａの弾性表面波の音速よりも速ければよい。
また、上記実施形態では、最表面の絶縁膜である第２の絶縁膜８が酸化珪素により形成されており、内側に位置している第１の絶縁膜７が窒化珪素膜により形成されていたが、絶縁膜を構成する材料の組み合わせはこれに限定されるものではない。例えば、最表面に位置する絶縁膜は、酸化珪素だけでなく、窒化珪素、酸化アルミニウムまたは炭化珪素により形成されていてもよい。
また、最表面の絶縁膜８よりも内側に位置している少なくとも一層の絶縁膜は、最表面の絶縁膜よりも弾性表面波の音速が速い限り、窒化珪素、酸化アルミニウム、炭化珪素などの適宜の絶縁性材料により形成することができる。
好ましくは、最表面の絶縁膜８が、上記実施形態のように酸化珪素からなり、ＩＤＴ電極３側に位置している第１の絶縁膜７が窒化珪素、酸化アルミニウム及び炭化珪素からなる群から選択された一種の絶縁性材料からなる。この場合には、第１の絶縁膜７の音速の第２の絶縁膜８に対する音速比が１．１～１．５倍程度と十分速くされる。そのため、高次モードを効果的に励振することができ、基本モードを抑制することができ、さらに高次モードの最表面の第２の絶縁膜８側への漏洩を抑制することができる。
また、圧電基板２としては、ＬｉＮｂＯ３基板に限らず、ＬｉＴａＯ３基板や水晶基板を用いることもできる。
圧電基板２がＬｉＮｂＯ３基板やＬｉＴａＯ３基板のように、負の周波数温度係数を有する場合、第１の，第２の絶縁膜７，８のうち少なくとも１つの絶縁膜が、正の周波数温度係数を有する酸化珪素膜からなることが好ましい。それによって、弾性表面波装置１の温度変化による周波数特性の変化を抑制することができ、従って、温度特性を改善することができる。
なお、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５を構成する電極材料については、Ｃｕに限定されず、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗなどの金属あるいはこれらの金属を主体とする合金を用いることができる。また、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜によりＩＤＴ電極３及び反射器４，５が形成されていてもよい。好ましくは、ＩＤＴ電極３は、その密度がＡｌよりも大きく、ＩＤＴ電極３の密度が第２の絶縁膜８の１．５倍以上であることが好ましい。それによって、反射係数を十分大きくすることができる。仮に１．５倍未満であれば、反射が足りず、共振子を形成した際、反共振点付近に大きなリップルが生じてしまう。
図７は、図６に示したＳｉＮ膜の膜厚が弾性表面波の波長の２０％である弾性表面波装置において、第２の絶縁膜８としてのＳｉＯ２膜の膜厚を変化させた場合の基本モード及び高次モードの電気機械結合の変化を示す図である。一般に、十分大きな応答を得るには、電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２は７．５％以上であることが望ましい。図７から明らかなように、ＳｉＯ２膜の膜厚を波長λの４５％以上とすれば、高次モードの電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２を７．５％以上とすることができる。従って、ＳｉＯ２膜の膜厚は波長λの４５％以上とすることが望ましい。なお、ＳｉＯ２膜の膜厚が厚くなるにつれ、基本モードの電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２は小さくなっていくことがわかる。従って、ＳｉＯ２膜の膜厚は、波長λの４５％以上であれば、大きいほど好ましいが、大きすぎると図８に示すように、音速が低下し、高周波化できなくなるおそれがある。従って、高次モードの大きな特徴である高音速性を活かすには、高次モードの弾性表面波の音速が４０００ｍ／秒以上、すなわち基本波の１．１倍以上となる条件が好ましく、よってＳｉＯ２膜の膜厚がλの８５％以下とすることが望ましい。よって、好ましくはＳｉＯ２膜の膜厚は波長λの４５％以上、８５％以下とすることが望ましい。
他方、図９は、ＳｉＮ膜の膜厚を、図６に示した０、１０または２０％だけでなく、かなり細かく変化させた場合の基本モード及び高次モードの電気機械結合係数の変化を示す図である。
図９から明らかなように、ＳｉＮ膜からなる第１の絶縁膜７の厚みを波長λの５％以上とすれば、基本モードの電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２を７．５％以下と小さくすることができることがわかる。従って、基本モードによる応答を抑圧するには、ＳｉＮ膜の膜厚は、波長λの５％以上とすることが望ましいことがわかる。
なお、ＳｉＮ膜からなる第１の絶縁膜７の厚みが波長λの２０％以下の範囲では、高次モードによる応答は７．５％以上とされていることがわかる。従って、ＳｉＮ膜からなる第１の絶縁膜７の厚みは、波長λの０％以上かつ２０％以下の範囲であれば、電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２を７．５％以上とすることができるので、ＳｉＮ膜の膜厚は、高次モードによる応答を十分な大きさとする上では特に限定されるものではない。もっとも、図１０に示すように、ＳｉＮ膜の膜厚が厚くなりすぎると、漏洩成分が大きくなる。図１０は、ＳｉＮ膜の膜厚と高次モードの伝搬損失との関係を示す図であり、伝搬損失を０．２５ｄＢ／λ以下とすることがこの種の弾性表面波装置において望ましいとされているので、ＳｉＮ膜の膜厚は波長λの２１％以下とすることが望ましい。よって、ＳｉＮ膜の膜厚の上限は２１％以下とすることが望ましい。
上記実施形態の弾性表面波装置１において、第１の絶縁膜７としてのＳｉＮ膜の膜厚を波長の１０％、第２の絶縁膜８としてのＳｉＯ２膜の膜厚を６０％としたこと、並びにＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角を除いては、図６に示した実験における弾性表面波装置と同様にして、さらにＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角のθを変化させた場合の基本モード及び高次モードの電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２の変化を求めた。図１１に、結果を示す。
図１１から明らかなように、オイラー角（０°，θ，０°）のθが６２°～１６５°の範囲内であれば、高次モードの電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２を７．５％以上とすることができる。他方、基本モードによる応答の電気機械結合係数Ｋｓａｗ
２は、この範囲内でおいて、４％以下と低いことがわかる。
次に、図１１に示した場合と同様にして、オイラー角のθを異ならせた場合の高次モードの伝搬損失の変化を求めた。結果を図１２に示す。
この種の弾性表面波装置では、伝搬損失は０．２５ｄＢ／λ以下にすることが望ましいと言われている。図１２から明らかなように、オイラー角のθを、９９°～１６４°の範囲内とすれば、伝搬損失が０．２５ｄＢ／λ以下となり、伝搬損失を十分に小さくすることができ、それによって高次モードのＱ値をさらに高め得ることがわかる。
図６～図１２を参照して結果を確認するために、以下の条件で一ポート型弾性表面波共振子としての上記弾性表面波装置１を作成し、インピーダンス特性及び位相特性を評価した。
圧電基板：オイラー角が（０°，８６°，０°）、（０°，１３１°，０°）または（０°，１５５°，０°）の３種類のＬｉＮｂＯ３基板を用意した。
ＩＤＴ電極３：Ｃｕ膜、厚みは波長の５％
第１の絶縁膜：ＳｉＮ膜、厚みは波長の１０％
第２の絶縁膜：ＳｉＯ２酸化珪素膜、厚みは波長の６０％
結果を図１３に示す。
第１の絶縁膜：ＳｉＮ膜、厚みは波長の１０％
第２の絶縁膜：ＳｉＯ２酸化珪素膜、厚みは波長の６０％
結果を図１３に示す。
図１３から明らかなように、オイラー角のθが８６°、１３１°及び１５５°のいずれのＬｉＮｂＯ３基板を用いた場合においても、本発明に従って、高次モードの応答を十分に大きくすることができ、これに対して基本モードの応答が十分に抑制されていることが確かめられた。特に、θが８６°の場合に比べ、１３１°及び１５５°の場合には、高次モードによる応答をより大きくすることができ、他方基本モードによる応答をより一層小さくし、高次モードのＱ値を高め得ることがわかる。
なお、上述した実施形態では、一ポート型弾性表面波共振子につき説明したが、本発明は、一ポート型弾性表面波共振子に限らず、圧電基板上に第１，第２の絶縁膜が積層されている構造を有する縦結合共振子型弾性表面波フィルタなどの様々な弾性表面波装置に適用することができる。その場合においても、高次モードを利用して高周波化を図ることができ、従って電極形成精度をさほど高めずともよいため、歩留りを高めることができる。また、耐サージ電圧などの信頼性の低下も生じ難い。加えて、上記の通り、高次モードによる応答を十分大きくすることができ、基本モードによる応答を抑制することができるので、良好なフィルタ特性などを得ることができる。
１…弾性表面波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４，５…反射器
６…酸化珪素膜
７，８…第１，第２の絶縁膜
８ａ，８ｂ…第２の絶縁膜
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４，５…反射器
６…酸化珪素膜
７，８…第１，第２の絶縁膜
８ａ，８ｂ…第２の絶縁膜
Claims (5)
- 圧電基板と、
前記圧電基板上に形成されたＩＤＴ電極と、
前記圧電基板上において、前記ＩＤＴ電極の上面を覆うように形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成された少なくとも一層の第２の絶縁膜とを備え、
ＳＨ波の高次モードを利用しており、
前記少なくとも一層の第２の絶縁膜のうち最表面に位置する絶縁膜中を伝搬する弾性表面波の音速よりも、該最表面の絶縁膜よりもＩＤＴ電極に近い側に位置している少なくとも一層の絶縁膜の弾性表面波の音速が速くされている、弾性表面波装置。 - 前記最表面に位置する絶縁膜が酸化珪素からなり、その膜厚が前記弾性表面波の波長の４５％以上、８５％以下であり、最表面の絶縁膜以外の絶縁膜が、窒化珪素、酸化アルミニウム及び炭化珪素からなる群から選択された一種の絶縁材料からなり、膜厚が弾性表面波の波長の５％以上、２１％以下である、請求項１に記載の弾性表面波装置。
- 前記少なくとも一層の第２の絶縁膜が、一層の第２の絶縁膜からなり、該第２の絶縁膜が酸化珪素からなり、第１の絶縁膜が窒化珪素、酸化アルミニウム及び炭化珪素からなる群から選択された一種の絶縁材料からなる、請求項１または２に記載の弾性表面波装置。
- 前記圧電基板がＬｉＮｂＯ３基板からなり、該ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角が、（０°，６２°～１６５°，０°）である、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置。
- 前記ＬｉＮｂＯ３基板のオイラー角が（０°，９９°～１６４°，０°）である、請求項４に記載の弾性表面波装置。
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