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弹性波装置的制作方法

2022-04-30 18:04:37 来源:中国专利 TAG:


1.本发明一般涉及弹性波装置,更详细而言,涉及具备压电体层的弹性波装置。


背景技术:

2.以往,已知有一种利用了在包括linbo3或litao3的压电膜传播的板波的弹性波装置。例如,在下述的专利文献1中,公开了利用作为板波的兰姆(lamb)波的弹性波装置。这里,在包括linbo3或litao3的压电基板的上表面设置有idt电极。在idt电极的多个第一电极指与多个第二电极指之间施加电压。由此激励兰姆波。在该idt电极的两侧各设置有一个反射器。由此,构成利用了板波的弹性波谐振器。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2012-257019号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的课题
7.在专利文献1所记载的弹性波装置中,为了实现小型化,考虑减少第一电极指和第二电极指的根数。但是,当减少第一电极指和第二电极指的根数时,q值变低。另外,由于在支承体10存在壁部而难以实现小型化。
8.本发明是鉴于上述方面而完成的发明,本发明的目的在于,提供一种即便在推进了小型化的情况下也能够提高q值并且能够实现小型化的弹性波装置。
9.用于解决课题的手段
10.本发明的一方式的弹性波装置具备压电体层、第一电极以及第二电极。所述第一电极和所述第二电极在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置。所述弹性波装置利用厚度剪切一阶模的体波。所述压电体层的材料为铌酸锂或钽酸锂。所述弹性波装置具备多个电极部,该电极部包括所述第一电极和所述第二电极。所述弹性波装置还具备第一分割谐振器、第二分割谐振器以及支承基板。所述第一分割谐振器和所述第二分割谐振器在相互之间未连接其他谐振器地串联地连接,或者相对于连结输入端子与输出端子的路径上的同一连接节点相互并联地连接。所述支承基板具有相互对置的第一主面和第二主面。所述第一分割谐振器包括第一设置部。所述第一设置部包括所述多个电极部中的第一电极部以及所述压电体层中的设置有所述第一电极部的第一区域。所述第二分割谐振器包括第二设置部。所述第二设置部包括所述多个电极部中的第二电极部以及所述压电体层中的设置有所述第二电极部的第二区域。所述压电体层直接或间接地设置于所述支承基板。所述支承基板具有第一能量封闭层和第二能量封闭层。所述第一能量封闭层在从所述压电体层的所述厚度方向的俯视下与所述压电体层的所述第一区域的至少一部分重叠。所述第二能量封闭层在从所述压电体层的所述厚度方向的俯视下与所述压电体层的所述第二区域的至少一部分重叠。在所述支承基板中,所述第一能量封闭层和所述第二能量封闭层被一体形
成。
11.本发明的一方式的弹性波装置具备压电体层、第一电极以及第二电极。所述第一电极和所述第二电极在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对应。所述第一电极和所述第二电极是彼此相邻的电极。在沿着所述压电体层的厚度方向的任意的剖面中将所述第一电极与所述第二电极的中心线间距离设为p且将所述压电体层的厚度设为d时,d/p为0.5以下。所述压电体层的材料为铌酸锂或钽酸锂。所述弹性波装置具备多个电极部,该电极部包括所述第一电极和所述第二电极。所述弹性波装置还具备第一分割谐振器、第二分割谐振器以及支承基板。所述第一分割谐振器和所述第二分割谐振器在相互之间未连接其他谐振器地串联地连接,或者相对于连结输入端子与输出端子的路径上的同一连接节点相互并联地连接。所述支承基板具有相互对置的第一主面和第二主面。所述第一分割谐振器包括第一设置部。所述第一设置部包括所述多个电极部中的第一电极部以及所述压电体层中的设置有所述第一电极部的第一区域。所述第二分割谐振器包括第二设置部。所述第二设置部包括所述多个电极部中的第二电极部以及所述压电体层中的设置有所述第二电极部的第二区域。所述压电体层直接或间接地设置于所述支承基板。所述支承基板具有第一能量封闭层和第二能量封闭层。所述第一能量封闭层在从所述压电体层的所述厚度方向的俯视下与所述压电体层的所述第一区域的至少一部分重叠。所述第二能量封闭层在从所述压电体层的所述厚度方向的俯视下与所述压电体层的所述第二区域的至少一部分重叠。在所述支承基板中,所述第一能量封闭层和所述第二能量封闭层被一体形成。
12.发明效果
13.根据本发明的上述方式的弹性波装置,即便在推进了小型化的情况下,也能够提高q值,并且,在形成第一分割谐振器和第二分割谐振器时能够进一步实现小型化。
附图说明
14.图1是实施方式1的弹性波装置的俯视图。
15.图2是关于上述弹性波装置的图1的a1-a1线剖视图。
16.图3是上述弹性波装置的等效电路图。
17.图4是上述弹性波装置所具有的谐振器的俯视图。
18.图5是上述弹性波装置中的谐振器的主要部分俯视图。
19.图6a是兰姆波的说明图。图6b是厚度剪切一阶模的体波的说明图。
20.图7是关于上述弹性波装置的图4的a2-a2线剖视图。
21.图8是上述弹性波装置的动作说明图。
22.图9是参考方式的弹性波装置的构造模型的说明图。
23.图10a是关于上述弹性波装置的构造模型而示出厚度剪切模式的相对带宽与[压电体层的厚度]/[第一电极与第二电极的中心线间距离]的关系的坐标图。图10b是关于上述构造模型而示出厚度剪切模式的相对带宽与[压电体层的厚度]/[成对的两个电极的中心线间距离]的关系的坐标图,是将图10a的横轴的0~0.2的范围放大后的坐标图。
[0024]
图11是关于上述弹性波装置的构造模型而示出厚度剪切模式的相对带宽与标准化杂散电平的关系的坐标图。
[0025]
图12是上述弹性波装置的构造模型的阻抗-频率特性图。
[0026]
图13是关于上述弹性波装置的构造模型而用于说明[压电体层的厚度]/[第一电极与第二电极的中心线间距离]与构造参数的组合中的相对带宽的分布的图。
[0027]
图14是实施方式1的变形例1的弹性波装置的俯视图。
[0028]
图15是实施方式1的变形例2的弹性波装置的剖视图。
[0029]
图16是实施方式1的变形例4的弹性波装置的俯视图。
[0030]
图17是实施方式1的变形例5的弹性波装置的俯视图。
[0031]
图18是实施方式2的弹性波装置的剖视图。
[0032]
图19是实施方式2的弹性波装置的俯视图。
[0033]
图20是实施方式2的变形例2的弹性波装置的俯视图。
[0034]
图21a~图21d是示出上述弹性波装置的一对电极的另一形状的剖视图。
[0035]
图22a~图22c是示出上述弹性波装置的另一结构例的剖视图。
具体实施方式
[0036]
在以下的实施方式等中参照的图1、图2、图4~图9、图14~图20、图21a~图21d及图22a~图22c均是示意图,图中的各构成要素的大小或厚度各自的比不一定反映出实际的尺寸比。
[0037]
(实施方式1)
[0038]
以下,参照图1~5对实施方式1的弹性波装置1进行说明。
[0039]
(1)弹性波装置的整体结构
[0040]
如图1所示,实施方式1的弹性波装置1具备压电体层4、第一电极51及第二电极52。如图2所示,第一电极51和第二电极52在与压电体层4的厚度方向(第一方向)d1交叉的方向d2(以下也称为第二方向d2)上对置。弹性波装置1是利用厚度剪切一阶模的体波的弹性波装置。第二方向d2与压电体层4的极化方向pz1、pz2正交。厚度剪切一阶模的体波是通过压电体层4的厚度剪切振动将压电体层4的厚度方向d1作为传播方向的体波,并且是在压电体层4的厚度方向d1上节数成为1的体波。厚度剪切振动由第一电极51和第二电极52激励。厚度剪切振动在压电体层4中在从厚度方向d1的俯视下在第一电极51与第二电极52之间的规定区域45被激励。在弹性波装置1中,如果第二方向d2与压电体层4的极化方向pz1、pz2正交,则厚度剪切一阶模的体波的机电耦合系数(以下也称为耦合系数)较大。这里,“正交”不仅仅限定于严格意义上的正交的情况,也可以是大致正交(第二方向d2与极化方向pz1、pz2所成的角度例如为90
°±
10
°
)。
[0041]
如图1和2所示,弹性波装置1具备第一电极51与第二电极52的多个对。在弹性波装置1中,多个第一电极51与多个第二电极52在第二方向d2上各一个交替地排列。如图1所示,弹性波装置1还具备与第一电极51连接的第一布线部61、以及与第二电极52连接的第二布线部62。在第一布线部61共同连接有多个第一电极51。在第二布线部62共同连接有多个第二电极52。
[0042]
如图2所示,弹性波装置1具备支承基板2、压电体层4、多个第一电极51以及多个第二电极52。压电体层4设置在支承基板2上。作为一例,压电体层4隔着氧化硅膜7设置在支承基板2上。多个第一电极51和多个第二电极52设置在压电体层4上。作为谐振器,弹性波装置1具有包括第一电极51和第二电极52以及压电体层4的弹性波谐振器5。支承基板2包括使压
电体层4的一部分露出的空洞26的至少一部分。空洞26在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下与弹性波谐振器5的整体重叠。这里,空洞26在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下与多个第一电极51、多个第二电极52以及多个规定区域45重叠。多个规定区域45分别是成对的第一电极51与第二电极52之间的部分。
[0043]
如图1和图3所示,实施方式1的弹性波装置1是弹性波滤波器(这里是梯型滤波器)。弹性波装置1具有输入端子15、输出端子16、设置在连结输入端子15与输出端子16的第一路径12上的多个(两个)串联臂谐振器rs1、以及在将第一路径12上的多个(两个)节点n1、n2与接地(接地端子17、18)连结的多个(两个)第二路径13、14上各设置有一个的多个(两个)并联臂谐振器rs2。接地端子17、18也可以被共同化为一个接地。
[0044]
多个串联臂谐振器rs1分别具有第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4。第一分割谐振器rs3与第二分割谐振器rs4串联连接。第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4(多个分割谐振器)是将串联臂谐振器rs1分割而得到的谐振器,在相互之间未连接任何并联臂谐振器rs2地相连地连接。分割谐振器的数量不限定于两个,也可以为三个以上。
[0045]
需要说明的是,在多个串联臂谐振器rs1的各个串联臂谐振器rs1中,第一分割谐振器rs3与第二分割谐振器rs4也可以并联连接。在该情况下,第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4相对于连结输入端子15与输出端子16的第一路径12上的连接节点相互并联连接。
[0046]
另外,多个并联臂谐振器rs2分别也可以具有第一分割谐振器和第二分割谐振器。在多个并联臂谐振器rs2的各个并联臂谐振器rs2中,第一分割谐振器与第二分割谐振器串联或并联地连接。
[0047]
在弹性波装置1中,多个串联臂谐振器rs1中的第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4以及多个并联臂谐振器rs2分别是弹性波谐振器5。多个弹性波谐振器5分别是包括多个第一电极51和多个第二电极52的谐振器,但不限于此,是至少包括一对电极(第一电极51、第二电极52)的谐振器即可。在弹性波装置1中,压电体层4在多个弹性波谐振器5中被兼用。并联臂谐振器rs2的谐振频率比串联臂谐振器rs1的谐振频率低。这里,在构成并联臂谐振器rs2的弹性波谐振器5中,例如具备设置在压电体层4的第一主面41上的氧化硅膜,另一方面,在构成串联臂谐振器rs1的弹性波谐振器5中,在压电体层4的第一主面41上不具备氧化硅膜。在构成串联臂谐振器rs1的弹性波谐振器5中,在压电体层4的第一主面41上也可以具备氧化硅膜。在该情况下,使构成串联臂谐振器rs1的弹性波谐振器5的氧化硅膜的厚度比构成并联臂谐振器rs2的弹性波谐振器5的氧化硅膜的厚度薄即可。
[0048]
(2)弹性波装置的各构成要素
[0049]
接着,参照附图对弹性波装置1的各构成要素进行说明。
[0050]
(2.1)支承基板
[0051]
如图2所示,支承基板2对压电体层4进行支承。在实施方式1的弹性波装置1中,支承基板2隔着氧化硅膜7对压电体层4、多个第一电极51以及多个第二电极52进行支承。需要说明的是,氧化硅膜7不是必须的构成要素。另外,除了氧化硅膜7之外,还可以在支承基板2与压电体层4之间层叠其他层。
[0052]
支承基板2具有相互对置的第一主面21和第二主面22。第一主面21和第二主面22在支承基板2的厚度方向上相互对置。支承基板2的厚度方向是沿着压电体层4的厚度方向
d1的方向。在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下,支承基板2的外周形状为长方形状,但不限于此,例如也可以为正方形状。
[0053]
支承基板2例如是硅基板。支承基板2的厚度例如为100μm以上且500μm以下。使用具有相互对置的第一主面和第二主面的单晶硅基板而形成支承基板2。在支承基板2为单晶硅基板的情况下,第一主面21的面方位例如能够采用(100)面、(110)面、(111)面。上述的体波的传播方位能够不被单晶硅基板的面方位制约而进行设定。单晶硅基板的电阻率例如为1kωcm以上,优选为2kωcm以上,更优选为4kωcm以上。
[0054]
支承基板2不限于硅基板,例如也可以为水晶基板、玻璃基板、蓝宝石基板、钽酸锂基板、铌酸锂基板、氧化铝基板、尖晶石基板、砷化镓基板、碳化硅基板。
[0055]
支承基板2包括使压电体层4的一部分露出的空洞26的至少一部分。空洞26在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下与弹性波谐振器5重叠。在实施方式1的弹性波装置1中,空洞26在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下比弹性波谐振器5大,与弹性波谐振器5的整体重叠。另外,在实施方式1的弹性波装置1中,空洞26在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下也与第一布线部61和第二布线部62各自的一部分重叠。从压电体层4的厚度方向d1的俯视下的空洞26的开口形状为长方形状,但不限于此。
[0056]
(2.2)氧化硅膜
[0057]
氧化硅膜7设置在支承基板2的第一主面21与压电体层4之间。在实施方式1的弹性波装置1中,氧化硅膜7在压电体层4的厚度方向d1上与支承基板2的第一主面21的整个区域重叠。在实施方式1的弹性波装置1中,支承基板2与压电体层4隔着氧化硅膜7而接合。氧化硅膜7的厚度例如为0.1μm以上且10μm以下。
[0058]
(2.3)压电体层
[0059]
如图2所示,压电体层4具有相互对置的第一主面41和第二主面42。第一主面41与第二主面42在压电体层4的厚度方向d1上对置。压电体层4设置在支承基板2的第一主面21上。这里,压电体层4在从厚度方向d1的俯视下与支承基板2的第一主面21及空洞26重叠。在压电体层4中,第一主面41和第二主面42中的第一主面41位于第一电极51和第二电极52侧,第二主面42位于支承基板2侧。压电体层4的第一主面41是压电体层4中的与支承基板2侧相反的一侧的主面。压电体层4的第二主面42是压电体层4中的支承基板2侧的主面。
[0060]
在弹性波装置1中,压电体层4的第一主面41与支承基板2之间的距离比压电体层4的第二主面42与支承基板2之间的距离长。压电体层4的材料为铌酸锂(linbo3)或钽酸锂(litao3)。压电体层4例如是z切割linbo3或z切割litao3。关于压电体层4的欧拉角。关于压电体层4的欧拉角为0
°±
10
°
,θ为0
°±
10
°
。ψ为任意的角度。从提高耦合系数的观点出发,优选压电体层4为z切割linbo3或z切割litao3。压电体层4也可以为旋转y切割linbo3、旋转y切割litao3、x切割linbo3、x切割litao3。传播方位可以为相对于压电体层4的晶体构造而定义的晶轴(x,y,z)中的y轴方向,也可以为x轴方向,也可以为从x轴在
±
90
°
的范围内旋转后的方向。压电体层4为单晶,但不限于此,例如也可以为双晶,也可以为陶瓷。
[0061]
压电体层4的厚度例如为50nm以上且1000nm以下,作为一例,为400nm。
[0062]
压电体层4具有规定区域45(参照图5)。规定区域45是如下的区域:在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下,在压电体层4中的第一电极51与第二电极52对置的方向d2上与第一电极51及第二电极52的双方交叉,并且位于第一电极51与第二电极52之间。
[0063]
(2.4)电极
[0064]
多个第一电极51和多个第二电极52设置在压电体层4的第一主面41上。
[0065]
在弹性波装置1中,成对的第一电极51和第二电极52成为互不相同的电位。在弹性波装置1中,成对的第一电极51和第二电极52中的第一电极51是信号电极,第二电极52是接地电极。
[0066]
在弹性波装置1中,多个第一电极51与多个第二电极52各一个交替地相互隔开排列。因此,相邻的第一电极51与第二电极52分离。相邻的第一电极51与第二电极52的中心线间距离例如为1μm以上且10μm以下,作为一例,为3μm。这里,第一电极51和第二电极52“相邻”是指,第一电极51与第二电极52隔开间隔而对置的情况。包括多个第一电极51和多个第二电极52的一组电极构成为多个第一电极51与多个第二电极52在第二方向d2上隔开排列即可,也可以构成为多个第一电极51与多个第二电极52没有交替地相互隔开排列。例如,也可以混合有第一电极51与第二电极52各一个隔开排列的区域、以及第一电极51或第二电极52在第二方向d2上排列有两个的区域。
[0067]
如图4所示,多个第一电极51和多个第二电极52在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下是将与第二方向d2正交的第三方向d3作为长边方向且将第二方向d2作为宽度方向的长条状(直线状)。多个第一电极51各自的长度例如为20μm,但不限于此。多个第一电极51各自的宽度h1(第一电极宽度h1)例如为50nm以上至1000nm,作为一例,为500nm。多个第二电极52各自的长度例如为20μm,但不限于此。多个第二电极52各自的宽度h2(第二电极宽度h2)例如为50nm以上至1000nm,作为一例,为500nm。
[0068]
多个第一电极51分别具有第一电极主部510。第一电极主部510是第一电极51中的、在第一电极51与第二电极52对置的方向上与第二电极52交叉的部分。另外,多个第二电极52分别具有第二电极主部520。第二电极主部520是第二电极52中的、在第一电极51与第二电极52对置的方向上与第一电极51交叉的部分。
[0069]
在实施方式1的弹性波装置1中,多个第一电极51的第一电极宽度h1相同,但不限于此,也可以不同。另外,在实施方式1的弹性波装置1中,多个第二电极52的第二电极宽度h2相同,但不限于此,也可以不同。在实施方式1的弹性波装置1中,第一电极宽度h1与第二电极宽度h2相同,但不限于此,第一电极宽度h1与第二电极宽度h2也可以不同。
[0070]
关于实施方式1的弹性波装置1,在图4中,将第一电极51和第二电极52各自的数量描绘成5个,但第一电极51和第二电极52各自的数量不限于5个,也可以为1个,也可以为2~4个,也可以为6个以上,也可以为50个以上。
[0071]
第一电极51与第二电极52对置的第二方向d2优选与压电体层4的极化方向pz1、pz2(参照图2)正交,但不限于此。例如,在压电体层4不是z切割的压电体的情况下,第一电极51和第二电极52也可以在与作为长边方向的第三方向d3正交的方向上对置。需要说明的是,也存在第一电极51和第二电极52不是矩形的情况。在该情况下,作为长边方向的第三方向d3也可以是在俯视第一电极51和第二电极52的情况下与第一电极51及第二电极52外接的外接多边形的长边方向。需要说明的是,“与第一电极51及第二电极52外接的外接多边形”包括如下的多边形:在第一电极51和第二电极52连接有第一布线部61和第二布线部62的情况下,至少外接于第一电极51和第二电极52中除去与第一布线部61或第二布线部62连接的部位后的部位。
[0072]
如图7所示,多个第一电极51分别包括与压电体层4的厚度方向d1交又的第一主面511和第二主面512。在多个第一电极51的各个第一电极51中,第一主面511和第二主面512中的第二主面512位于压电体层4的第一主面41侧,以面状与压电体层4的第一主面41相接。
[0073]
多个第二电极52分别包括与压电体层4的厚度方向d1交叉的第一主面521和第二主面522。在多个第二电极52的各个第二电极52中,第一主面521和第二主面522中的第二主面522位于压电体层4的第一主面41侧,以面状与压电体层4的第一主面41相接。
[0074]
多个第一电极51和多个第二电极52具有导电性。各第一电极51和各第二电极52的材料例如为al(铝)、cu(铜)、pt(铂)、au(金)、ag(银)、ti(钛)、ni(镍)、cr(铬)、mo(钼)、w(钨)或者以这些金属中的任意一种为主体的合金等。另外,各第一电极51和各第二电极52也可以具有将包括这些金属或合金的多个金属膜层叠而成的构造。各第一电极51和各第二电极52例如包括紧贴膜和主电极膜的层叠膜,紧贴膜包括ti膜,主电极膜包括形成在紧贴膜上的al膜或a1cu膜。紧贴膜的厚度例如为10nm。另外,主电极膜的厚度例如为80nm。在alcu膜中,cu的浓度优选为1wt%以上且20wt%以下。
[0075]
(2.5)第一布线部和第二布线部
[0076]
如图4所示,第一布线部61包括第一汇流条611。第一汇流条611是用于使多个第一电极51成为相同电位的导体部。第一汇流条611是将第二方向d2作为长边方向的长条状(直线状)。第一汇流条611与多个第一电极51连接。与第一汇流条611连接的多个第一电极51朝向第二汇流条621延伸。在弹性波装置1中,包括多个第一电极51和第一汇流条611的第一导体部在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下为梳形状的形状。第一汇流条611和多个第一电极51被一体形成,但不限于此。
[0077]
第二布线部62包括第二汇流条621。第二汇流条621是用于使多个第二电极52成为相同电位的导体部。第二汇流条621是将第二方向d2作为长边方向的长条状(直线状)。第二汇流条621与多个第二电极52连接。与第二汇流条621连接的多个第二电极52朝向第一汇流条611延伸。在弹性波装置1中,包括多个第二电极52和第二汇流条621的第二导体部在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下为梳形状的形状。第二汇流条621和多个第二电极52被一体形成,但不限于此。
[0078]
第一汇流条611与第二汇流条621在第三方向d3上相对置。
[0079]
第一布线部61和第二布线部62具有导电性。第一布线部61和第二布线部62的材料例如为al、cu、pt、au、ag、ti、ni、cr、mo、w或者以这些金属中的任意一种为主体的合金等。另外,第一布线部61和第二布线部62也可以具有将包括这些金属或合金的多个金属膜层叠而成的构造。第一布线部61和第二布线部62例如包括紧贴膜和主布线膜的层叠膜,紧贴膜包括ti膜,主布线膜包括形成在紧贴膜上的al膜或alcu膜。紧贴膜的厚度例如为10nm。另外,主布线膜的厚度例如为80nm。在alcu膜中,cu的浓度优选为1wt%以上且20wt%以下。
[0080]
在弹性波装置1中,从第一汇流条611和第二汇流条621的低电阻化的观点等出发,在第一汇流条611和第二汇流条621各自的主布线膜上也可以包含金属膜。另外,第一布线部61和第二布线部62各自的厚度也可以比第一电极51和第二电极52的厚度厚。
[0081]
(2.6)第一分割谐振器、第二分割谐振器
[0082]
第一分割谐振器rs3包括第一设置部401。第一设置部401包括多个电极部50中的第一电极部501、以及压电体层4中的设置有第一电极部501的第一区域451。
[0083]
第二分割谐振器rs4包括第二设置部402。第二设置部402包括多个电极部50中的第二电极部502、以及压电体层4中的设置有第二电极部502的第二区域452。
[0084]
支承基板2具有多个空洞26。多个空洞26包括第一空洞26a和第二空洞26b。这里,第一空洞26a是“第一能量封闭层”的一例,第二空洞26b是“第二能量封闭层”的一例。第一空洞26a使压电体层4的第一区域451的至少一部分露出。第二空洞26b使压电体层4的第二区域452的至少一部分露出。在支承基板2中,第一空洞26a和第二空洞26b被一体形成。即,在第一空洞26a与第二空洞26b之间不存在壁部这样的构件。
[0085]
第一空洞26a在从厚度方向d1的俯视下,与第一电极部501的第一电极51及第二电极52、以及压电体层4中的第一电极部501的第一电极51与第二电极52之间的部分重叠。第二空洞26b在从厚度方向d1的俯视下,与第二电极部502的第一电极51及第二电极52、以及压电体层4中的第二电极部502的第一电极51与第二电极52之间的部分重叠。换言之,在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下,第一空洞26a与设置有第一电极部501的第一区域451重叠,第二空洞26b与设置有第二电极部502的第二区域452重叠。在图2中,第一空洞26a在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下与第一区域451的整体重叠,第二空洞26b在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下与第二区域452的整体重叠,但第一空洞26a及第二空洞26b分别与第一区域451的至少一部分及第二区域452的至少一部分重叠即可。另外,空洞26在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下也可以不与第一布线部61及第二布线部62各自的一部分重叠。
[0086]
另外,第一空洞26a和第二空洞26b只要分别在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下与第一区域451及第二区域452重叠即可,也可以不使第一区域451的至少一部分和第二区域452的至少一部分露出。具体而言,在第一区域451与第一空洞26a之间也可以具有层叠于压电体层4的第一区域451的电介质膜,在第二区域452与第二空洞26b之间也可以具有层叠于压电体层4的第二区域452的电介质膜。
[0087]
然而,第一分割谐振器rs3的厚度d1与第二分割谐振器rs4的厚度d2互不相同。这里,第一分割谐振器rs3的厚度d1是第一设置部401的厚度,这里,是第一区域451中的压电体层4的厚度。需要说明的是,第一设置部401的厚度可以是第一设置部401所包含的第一电极部501的厚度与第一区域451中的压电体层4的厚度的总和即总厚度,也可以仅是第一设置部401所包含的第一电极部501的厚度或者仅是第一区域451中的压电体层4的厚度。另外,在第一区域451中在压电体层4的第一主面41或压电体层4的第二主面42设置有绝缘层等的情况下,第一设置部401的厚度可以仅是该绝缘层的厚度,也可以是第一电极部501的厚度、第一区域451中的压电体层4的厚度以及第一区域451中的该绝缘层的厚度的总和即总厚度。第二分割谐振器rs4的厚度是第二设置部402的厚度,这里,是第二区域452中的压电体层4的厚度。需要说明的是,第二设置部402的厚度可以是第二设置部402所包含的第二电极部502的厚度与第二区域452中的压电体层4的厚度的总和即总厚度,也可以仅是第二设置部402所包含的第二电极部502的厚度或者仅是第二区域452中的压电体层4的厚度。另外,在第二区域452中在压电体层4的第一主面41或压电体层4的第二主面42设置有绝缘层等的情况下,第二设置部402的厚度可以仅是该绝缘层的厚度,也可以是第二电极部502的厚度、第二区域452中的压电体层4的厚度以及第二区域452中的该绝缘层的厚度的总和即总厚度。即,在第一分割谐振器rs3的厚度d1与第二分割谐振器rs4的厚度d2互不相同的情
况下,不限于第一设置部401的总厚度与第二设置部402的总厚度互不相同的情况,也包括第一设置部401的总厚度与第二设置部402的总厚度相同并且第一设置部401所包含的构成要素的厚度与第二设置部402所包含的构成要素的厚度互不相同的情况。由此,能够使从第一分割谐振器rs3产生的纹波的谐振频率与从第二分割谐振器rs4产生的纹波的谐振频率不同。换言之,能够使第一电极部501的无用波的谐振频率与第二电极部502的无用波的谐振频率不同而使无用波纹波分散。
[0088]
另外,第一分割谐振器rs3的极性与第二分割谐振器rs4的极性互不相同。在实施方式1中,第一分割谐振器rs3中的压电体层4的极化方向pz1与第二分割谐振器rs4中的压电体层4的极化方向pz2互不相同。由此,能够提高线性度。
[0089]
(3)弹性波装置的制造方法
[0090]
在弹性波装置1的制造方法中,例如在准备了支承基板2之后进行第一工序~第五工序。在第一工序中,在支承基板2的第一主面21上形成氧化硅膜7。在第二工序中,隔着氧化硅膜7将成为压电体层4的基础的压电体基板与支承基板2接合。在第三工序中,通过减薄压电体基板而形成包括压电体基板的一部分的压电体层4。在第四工序中,在压电体层4的第一主面41上形成多个第一电极51、多个第二电极52、第一布线部61以及第二布线部62。在第五工序中,从支承基板2的第二主面22形成空洞26。在上述的第四工序中,利用光刻技术、蚀刻技术、薄膜形成技术等而形成第一电极51、第二电极52、第一布线部61以及第二布线部62。另外,在上述的第五工序中,利用光刻技术和蚀刻技术等,对支承基板2中的空洞26的形成预定区域进行蚀刻。在第五工序中,将氧化硅膜7作为蚀刻阻挡层进行支承基板2的蚀刻,之后,通过对氧化硅膜7的不需要部分进行蚀刻去除而使压电体层4的第二主面42的一部分露出。另外,在准备单晶硅基板时,准备单晶硅晶片,在第二工序中作为压电体基板而使用压电体晶片。在弹性波装置1的制造方法中,通过对包括多个弹性波装置1的晶片进行切割而得到多个弹性波装置1(芯片)。
[0091]
弹性波装置1的制造方法是一例,没有特别限定。例如,也可以利用成膜技术形成压电体层4。在该情况下,弹性波装置1的制造方法具备使压电体层4成膜的工序代替第三工序和第四工序。通过成膜技术成膜的压电体层4例如可以为单晶,也可以为双晶。作为成膜技术,例如举出cvd(chemical vapor deposition,化学气相沉积)法,但不限于此。另外,对压电体层4进行极化处理。
[0092]
(4)弹性波装置的动作和特性
[0093]
实施方式1的弹性波装置1是利用厚度剪切一阶模的体波的弹性波装置。如上所述,厚度剪切一阶模的体波是通过压电体层4的厚度剪切振动将压电体层4的厚度方向d1作为传播方向的体波,并且是在压电体层4的厚度方向d1上节数成为1的体波。厚度剪切振动由第一电极51和第二电极52激励。厚度剪切振动在压电体层4中在从厚度方向d1的俯视下在第一电极51与第二电极52之间的规定区域45被激励。厚度剪切振动例如能够通过fem(finite element method,有限元法)来确认。更详细而言,例如使用压电体层4的参数(材料、欧拉角及厚度等)、第一电极51和第二电极52的参数(材料、厚度、第一电极51与第二电极52的中心线间距离等)等,通过fem对位移分布进行解析并对形变进行解析,由此能够确认厚度剪切振动。压电体层4的欧拉角能够通过分析而求出。
[0094]
这里,参照图6a和图6b来说明在以往的弹性波装置中利用的兰姆波与上述厚度剪
切一阶模的体波的差异。
[0095]
图6a是用于说明在专利文献1所记载的弹性波装置的压电基板460传播的兰姆波的示意性正面剖视图。在该弹性波装置中,波在压电基板460中如箭头所示那样传播。这里,压电基板460具有相互对置的第一主面461和第二主面462。在图6a中,与压电基板460不同地图示出z方向和x方向。在图6a中,z方向是将压电基板460的第一主面461与第二主面462连结的厚度方向。x方向是idt电极的多个第一电极指和多个第二电极指排列的方向。在兰姆波中,弹性波是如图6a所示那样沿x方向传播的板波。因此,在以往的弹性波装置中,由于弹性波沿x方向传播,因此,将两个反射器在idt电极的两侧各配置一个而得到期望的谐振特性。因此,在以往的弹性波装置中,产生弹性波的传播损失,因此,在实现了小型化的情况下,即在减少了第一电极指与第二电极指的对数的情况下,q值降低。
[0096]
与此相对,在参考方式的弹性波装置中,由于振动位移为厚度剪切方向,因此,如图6b所示,弹性波大致沿着将压电体层4的第一主面41与第二主面42连结的方向即z方向传播并发生谐振。即,弹性波的x方向成分显著小于z方向成分。在参考方式的弹性波装置中,通过该z方向的波的传播得到谐振特性,因此,不一定需要反射器。因此,在参考方式的弹性波装置中,不产生波在反射器传播时的传播损失。因此,在参考文献的弹性波装置中,即便为了推进小型化而减少了包括第一电极51和第二电极52的电极对的对数,也难以产生q值的降低。
[0097]
在实施方式的弹性波装置1中,如图8所示,厚度剪切一阶模的体波的振宽度方向在压电体层4的规定区域45所包含的第一区域451和规定区域45所包含的第二区域452中相反。在图8中,以双点划线示意性示出在第一电极51与第二电极52之间施加了使第二电极52与第一电极51相比成为高电位的电压的情况下的体波。第一区域451是规定区域45中的与压电体层4的厚度方向d1正交且将压电体层4分为两部分的虚拟平面vp1与第一主面41之间的区域。第二区域452是规定区域45中的虚拟平面vp1与第二主面42之间的区域。
[0098]
针对利用厚度剪切一阶模的体波的参考方式的弹性波装置的构造模型1r(参照图9)进行了特性的仿真。关于构造模型1r,针对与实施方式1的弹性波装置1同样的构成要素标注相同的标记并省略说明。
[0099]
构造模型1r在不具备第一布线部61和第二布线部62这一点与实施方式1的弹性波装置1不同。在仿真时,将第一电极51与第二电极52的对数设为无限大,将压电体层4设为120
°
旋转y切割x传播linbo3。
[0100]
在构造模型1r中,压电体层4为膜状物,压电体层4的第二主面42与空气接触。在构造模型1r中,在沿着压电体层4的厚度方向d1的任意的剖面(图9)中,将第一电极51与第二电极52的中心线间距离设为p,将压电体层4的厚度设为d。另外,在构造模型1r中,在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下,将第一电极主部510的面积设为s1,将第二电极主部520的面积设为s2,将规定区域45的面积设为s0,将由(s1 s2)/(s1 s2 s0)规定的构造参数设为mr。需要说明的是,在压电体层4上形成有多根第一电极51和第二电极52中的至少一方的情况下(换言之,在将第一电极51和第二电极52设为1对电极组时1.5对以上的电极组设置于压电体层4的情况),上述中心线间距离p成为相邻的第一电极51与第二电极52的中心线间距离各自的距离。
[0101]
图10a和图10b是关于构造模型1r而示出向第一电极51和第二电极52赋予互不相
同的电位的情况下的相对带宽与d/p之间的关系的坐标图。在图10a和图10b中,横轴为d/p,纵轴为相对带宽。图10a和图10b是压电体层4为120
°
旋转y切割x传播linbo3的情况,但在为其他切割角的情况下也成为同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,在压电体层4的材料为litao3的情况下,相对带宽与d/p之间的关系也成为与图10a及图10b同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,与第一电极51和第二电极52的对数无关地,相对带宽与d/p之间的关系成为与图10a及图10b同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,不限于压电体层4的第二主面42与空气接触的情况,在与声反射层相接的情况下,相对带宽与d/p之间的关系也成为与图10a及图10b同样的趋势。
[0102]
根据图10a可知,在弹性波装置的构造模型1r中,相对带宽的值以d/p=0.5为拐点而剧烈变化。在弹性波装置的构造模型1r中,在d/p>0.5的情况下,在0.5<d/p<1.6的范围内无论如何变更d/p,耦合系数都较低,相对带宽都小于5%。另一方面,在弹性波装置的构造模型1r中,在d/p≤0.5的情况下,如果使d/p在0<d/p≤0.5的范围内变化,则还能够提高耦合系数,使相对带宽成为5%以上。
[0103]
另外,在弹性波装置的构造模型1r中,在d/p≤0.24的情况下,如果使d/p在0<d/p≤0.24的范围内变化,则还能够进一步提高耦合系数,使相对带宽变得更加大。关于实施方式1的弹性波装置1,如图7所示,如果在沿着压电体层4的厚度方向d1的任意的剖面中,将成对的两个第一电极51与第二电极52的中心线间距离设为p,将压电体层4的厚度设为d,则其相对带宽与d/p之间的关系也成为和弹性波装置的构造模型1r的相对带宽与d/p之间的关系同样的趋势。
[0104]
此外,由图10a可知,在d/p≤0.10的情况下,如果使d/p在0<d/p≤0.10的范围内变化,则还能够进一步提高耦合系数,使相对带宽变得更加大。
[0105]
图10b是将图10a的一部分放大后的坐标图。如图10b所示,由于相对带宽以d/p=0.96为拐点而变化,因此,在d/p≤0.096的情况下,如果使d/p在0<d/p≤0.096的范围内变化,则与0.96<d/p的情况相比,还能够进一步提高耦合系数,使相对带宽变得更加大。另外,如图10b所示,相对带宽以d/p=0.072、0.048为拐点而变化,如果为0.048≤d/p≤0.072,则能够抑制因d/p的变化而引起的耦合系数的变化,能够使相对带宽成为大致固定的值。
[0106]
图11是在利用厚度剪切模式的参考方式的弹性波装置的构造模型1r中,绘制出在改变了压电体层4的厚度d、第一电极51与第二电极52的中心线间距离p、第一电极宽度h1、第二电极宽度h2的情况下谐振频率与反谐振频率之间的频带中的杂散的电平的图。在图11中,横轴是相对带宽,纵轴是标准化杂散电平。标准化杂散电平是将即便改变了压电体层4的厚度d、第一电极宽度h1、第二电极宽度h2也使杂散的电平成为相同值的相对带宽(例如,22%)中的杂散电平设为1而将杂散的电平标准化得到的值。图11是作为压电体层4而采用了能够更加适当地激励厚度剪切模式的z切割linbo3的情况,但在其他切割角的情况下也成为同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,在压电体层4的材料为litao3的情况下,标准化杂散电平与相对带宽之间的关系也成为与图11同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,与第一电极51和第二电极52的对数无关地,标准化杂散电平与相对带宽的关系成为与图11同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,不限于压电体层4的第二主面42与空气接触的情况,在与声反射层相接的情况下,标准化杂散电平与相对带
宽的关系也成为与图11同样的趋势。
[0107]
根据图11可知,在相对带宽超过17%的情况下,标准化杂散电平汇集为1。这表示在相对带宽为17%以上时,如图12所例示的阻抗的频率特性那样,在谐振频率与反谐振频率之间的频带中存在某些副谐振。图12是作为压电体层4而采用了欧拉角为(0
°
,0
°
,90
°
)的z切割linbo3且设为d/p=0.08、mr=0.35的情况下的阻抗的频率特性。在图12中,由虚线包围副谐振的部分。
[0108]
如上所述,当相对带宽超过17%时,即便改变压电体层4的厚度d、第一电极51与第二电极52的中心线间距离p、第一电极宽度h1、第二电极宽度h2,在谐振频率与反谐振频率之间的频带内也包含较大的杂散。这样的杂散通过平面方向主要是第一电极51与第二电极52的对置方向的谐波而产生。因此,从抑制频带内的杂散的观点出发,相对带宽优选为17%以下。实施方式1的弹性波装置1关于标准化杂散电平与相对带宽之间的关系也示出与弹性波装置的构造模型1r同样的趋势,因此,相对带宽优选为17%以下。
[0109]
图13表示在如下的情况下将d/p和mr作为参数的相对带宽超过17%的第一分布区域da1和相对带宽成为17%以下的第二分布区域da2,该情况为,关于弹性波装置的构造模型1r,将z切割linbo3用作压电体层4,并且改变了压电体层4的厚度d、第一电极51与第二电极52的中心线间距离p、第一电极宽度h1、第二电极宽度h2。在图13中,在第一分布区域da1和第二分布区域da2中,使点的密度不同,使第一分布区域da1的点的密度高于第二分布区域da2的点的密度。另外,在图13中,以虚线示出第一分布区域da1与第二分布区域da2的边界线的近似直线dl1。近似直线dl1由mr=1.75
×
(d/p) 0.075的数式表示。因此,在弹性波装置的构造模型1r中,通过满足mr≤1.75
×
(d/p) 0.075的条件,容易使相对带宽成为17%以下。图13是作为压电体层4而采用了能够更加适当地激励厚度剪切模式的z切割linbo3的情况,但在其他切割角的情况下电成为同样的趋势。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,在压电体层4的材料为litao3的情况下,近似直线dl1也相同。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,与第一电极51和第二电极52的对数无关地,近似直线dl1相同。另外,在弹性波装置的构造模型1r中,不限于压电体层4的第二主面42与空气接触的情况,在与声反射层相接的情况下,近似直线dl1也相同。实施方式1的弹性波装置1与弹性波装置的构造模型1r同样地,通过满足mr≤≤1.75
×
(d/p) 0.075的条件,容易使相对带宽成为17%以下。需要说明的是,在图13中,与近似直线dl1(以下也称为第一近似直线dl1)区分地以单点划线示出的近似直线dl2(以下也称为第二近似直线dl2)是表示用于使相对带宽可靠地成为17%以下的边界的线。第二近似直线dl2由mr=1.75
×
(d/p) 0.05的数式表示。因此,在参考方式的弹性波装置的构造模型1r和实施方式1的弹性波装置1中,通过满足mr≤1.75
×
(d/p) 0.05的条件,能够使相对带宽可靠地成为17%以下。
[0110]
(5)效果
[0111]
实施方式1的弹性波装置1具备压电体层4、第一电极51及第二电极52,利用厚度剪切一阶模的体波。另外,弹性波装置1具备第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4。此外,在支承基板2上形成有在从压电体层4的厚度方向观察的情况下与压电体层4的第一区域451的至少一部分重叠的第一空洞26a、以及与压电体层4的第二区域452的至少一部分重叠的第二空洞26b。另外,在支承基板2上一体地形成有第一空洞26a和第二空洞26b。由此,即便在推进了小型化的情况下,也能够提高q值,并且,在形成第一分割谐振器rs3和第二分割
谐振器rs4时能够进一步实现小型化。
[0112]
实施方式1的弹性波装置1具备压电体层4、第一电极51及第二电极52,关于第一电极51与第二电极52的中心线间距离p以及压电体层4的厚度d,d/p为0.5以下。另外,弹性波装置1具备第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4。此外,在支承基板2上形成有在从压电体层4的厚度方向d1观察的情况下与压电体层4的第一区域451的至少一部分重叠的第一空洞26a以及与压电体层4的第二区域452的至少一部分重叠的第二空洞26b。另外,在支承基板2上,一体地形成有第一空洞26a和第二空洞26b。由此,即便在推进了小型化的情况下,也能够提高q值,并且在形成第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4时能够实现小型化。
[0113]
在实施方式1的弹性波装置1中,第一分割谐振器rs3的厚度d1与第二分割谐振器rs4的厚度d2互不相同。由此,能够使纹波分散。
[0114]
在实施方式1的弹性波装置1中,第一分割谐振器rs3的极性与第二分割谐振器rs4的极性互不相同。由此,能够进一步提高线性度。
[0115]
在实施方式1的弹性波装置1中,d/p为0.24以下。由此,能够使相对带宽变得更加大。
[0116]
在实施方式1的弹性波装置1中,在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下,将第一电极主部的面积设为s1,将第二电极主部的面积设为s2,将规定区域的面积设为s0,将由(s1 s2)/(s1 s2 s0)规定的构造参数设为mr时,满足mr≤1.75
×
(d/p) 0.075。由此,能够抑制频带内的杂散。
[0117]
在实施方式1的弹性波装置1中,第一电极51的电位与第二电极52的电位不同。由此,能够防止成对的两个第一电极51和第二电极52成为浮置电位。
[0118]
(实施方式1的变形例1)
[0119]
以下,参照图14对变形例1的弹性波装置1a进行说明。关于变形例1的弹性波装置1a,针对与实施方式1的弹性波装置1同样的构成要素标注相同的标记并省略说明。
[0120]
变形例1的弹性波装置1a在多个弹性波谐振器5分别还具备两个反射器8这一点与实施方式1的弹性波装置1不同。
[0121]
两个反射器8分别是短路光栅。各反射器8并非为了反射一次剪切模式的体波,而是反射沿着压电体层4的第一主面41传播的不需要的声表面波。两个反射器8中的一个反射器8在沿着弹性波装置1a的不需要的声表面波的传播方向的方向上位于多个第一电极51中的位于端部的第一电极51的与第二电极52侧相反的一侧。两个反射器8中的剩余的一个反射器8在沿着弹性波装置1a的不需要的声表面波的传播方向的方向上位于多个第二电极52中的位于端部的第二电极52的与第一电极51侧相反的一侧。
[0122]
各反射器8具有多个(例如四个)电极指81,多个电极指81的一端彼此被短路,另一端彼此被短路。在各反射器8中,电极指81的数量没有特别限定。
[0123]
各反射器8具有导电性。各反射器8的材料例如是al、cu、pt、au、ag、ti、ni、cr、mo、w或者以这些金属中的任意一种为主体的合金等。另外,各反射器8也可以具有将包括这些金属或合金的多个金属膜层叠而成的构造。各反射器8例如包括紧贴膜和主电极膜的层叠膜,紧贴膜包括形成在压电体层4上的ti膜,主电极膜包括形成在紧贴膜上的al膜。紧贴膜的厚度例如为10nm。另外,主电极膜的厚度例如为80nm。
[0124]
另外,在变形例1的弹性波装置1a中,各反射器8为短路光栅,但不限于此,例如,也
可以为开放光栅、正负反射型光栅、短路光栅与开放光栅组合而成的光栅等。另外,在弹性波装置1a中,各弹性波谐振器5具备两个反射器8,但也可以为仅具备两个反射器8中的一个反射器的结构。
[0125]
(实施方式1的变形例2)
[0126]
作为实施方式1的变形例2,如图15所示,第二分割谐振器rs4中的第一电极51及第二电极52也可以设置在与第一分割谐振器rs3中的第一电极51及第二电极52相反的一侧。在图15的例子中,第一分割谐振器rs3中的第一电极51和第二电极52设置于压电体层4的第一主面41,第二分割谐振器rs4中的第一电极51和第二电极52设置于压电体层4的第二主面42。在变形例2中,第一分割谐振器rs3中的压电体层4的极化方向pz1与第二分割谐振器rs4中的压电体层4的极化方向pz2相同。由此,能够进一步提高线性度。
[0127]
(实施方式1的变形例3)
[0128]
作为实施方式1的变形例3,第一分割谐振器rs3中的中心线间距离p与第二分割谐振器rs4中的中心线间距离p也可以互不相同。由此,能够不对主谐振造成影响而使纹波分散。
[0129]
(实施方式1的变形例4)
[0130]
图1示出串联臂谐振器(第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4)在俯视下与同一空洞26重叠的结构,但作为实施方式1的变形例4,如图16所示,也可以是,串联臂谐振器rs1和并联臂谐振器rs2在俯视下与同一空洞26重叠。
[0131]
(实施方式1的变形例5)
[0132]
作为实施方式1的变形例5,如图17所示,关于第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4,第分割谐振器rs3具有的一对汇流条(第一汇流条611和第二汇流条621)中的第二汇流条621与第二分割谐振器rs4具有的一对汇流条(第一汇流条611和第二汇流条621)中的第一汇流条611也可以是共同化的级间汇流条63。
[0133]
(实施方式2)
[0134]
以下,参照图18和图19对实施方式2的弹性波装置1b进行说明。关于实施方式2的弹性波装置1b,针对与实施方式1的弹性波装置1同样的构成要素标注相同的标记并省略说明。
[0135]
(1)弹性波装置的结构
[0136]
如图18所示,实施方式2的弹性波装置1b在具备夹设在支承基板2与压电体层4之间的声反射层3这一点与实施方式1的弹性波装置1不同。
[0137]
在实施方式2的弹性波装置1b中,声反射层3设置在支承基板2的第一主面21上,压电体层4设置在声反射层3上。在弹性波装置1b中,弹性波谐振器5包括至少一对电极(第一电极51、第二电极52)和压电体层4。在弹性波装置1b中,弹性波谐振器5还具有上述的声反射层3。
[0138]
声反射层3具有在从压电体层4的厚度方向俯视的情况下与第一区域451重叠的第一声反射层3a以及与第二区域452重叠的第二声反射层3b。第一声反射层3a是“第一能量封闭层”的一例,第二声反射层3b是“第二能量封闭层”的一例。第一声反射层3a和第二声反射层3b被一体形成。
[0139]
如图19所示,实施方式2的弹性波装置1b与实施方式1的弹性波装置1同样地是弹
性波滤波器(这里为梯型滤波器)。弹性波装置1b具有输入端子15、输出端子16、设置在连结输入端子15与输出端子16的第一路径12(参照图3)上的多个(两个)串联臂谐振器rs1、以及在将第一路径12上的多个(两个)节点n1、n2(参照图3)与接地(接地端子17、18)连结的多个(两个)第二路径13、14(参照图3)上各设置有一个的多个(两个)并联臂谐振器rs2。接地端子17、18也可以被共同化为一个接地。
[0140]
多个串联臂谐振器rs1分别具有第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4。第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4串联地连接。需要说明的是,在多个串联臂谐振器rs1的各个串联臂谐振器rs1中,第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4也可以并联地连接。另外,多个并联臂谐振器rs2分别也可以具有第一分割谐振器和第二分割谐振器。在多个并联臂谐振器rs2的各个并联臂谐振器rs2中,第一分割谐振器和第二分割谐振器串联或并联地连接。
[0141]
在弹性波装置1b中,多个串联臂谐振器rs1中的第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4以及多个并联臂谐振器rs2分别是弹性波谐振器5。多个弹性波谐振器5分别是包括至少一对电极(第一电极51、第二电极5)的谐振器。在弹性波装置1b中,压电体层4在多个弹性波谐振器5中被兼用。另外,在弹性波装置1b中,声反射层3在多个弹性波谐振器5中被分割。并联臂谐振器rs2的谐振频率比串联臂谐振器rs1的谐振频率低。
[0142]
(2)声反射层
[0143]
如图18所示,声反射层3在压电体层4的厚度方向d1上与多个第一电极51及多个第二电极52对置。
[0144]
声反射层3具有抑制由成对的第一电极51和第二电极52激励的体波(上述的厚度剪切一阶模的体波)向支承基板2泄漏的功能。弹性波装置1b通过具备声反射层3,能够提高弹性波能量向压电体层4内封闭的封闭效果。因此,与不具备声反射层3的情况相比,弹性波装置1b能够减少损失,提高q值。
[0145]
声反射层3具有至少一个(三个)低声阻抗层31与至少一个(两个)高声阻抗层32在压电体层4的厚度方向d1上按照每一层交替排列的层叠构造。低声阻抗层31的声阻抗比高声阻抗层32的声阻抗低。
[0146]
以下,为了方便说明,也有时将声反射层3中的两个高声阻抗层32按照接近支承基板2的第一主面21的顺序称为第一高声阻抗层321、第二高声阻抗层322。另外,也有时将三个低声阻抗层31按照接近支承基板2的第一主面21的顺序称为第一低声阻抗层311、第二低声阻抗层312、第三低声阻抗层313。
[0147]
在声反射层3中,从支承基板2侧依次排列第一低声阻抗层311、第一高声阻抗层321、第二低声阻抗层312、第二高声阻抗层322以及第三低声阻抗层313。因此,声反射层3在第三低声阻抗层313与第二高声阻抗层322的界面、第二高声阻抗层322与第二低声阻抗层312的界面、第二低声阻抗层312与第一高声阻抗层321的界面、第一高声阻抗层321与第一低声阻抗层311的界面分别能够反射来自压电体层4的体波(厚度剪切一阶模的体波)。
[0148]
多个高声阻抗层32的材料例如为pt(铂)。另外,多个低声阻抗层31的材料例如为氧化硅。多个高声阻抗层32各自的厚度例如为94nm。另外,多个低声阻抗层31各自的厚度例如为188nm。声反射层3由于两个高声阻抗层32分别由铂形成,因此也包括两个导电层。
[0149]
多个高声阻抗层32的材料不限于pt,例如也可以为w(钨)、ta(钽)等金属。另外,多
个高声阻抗层32的材料不限于金属,例如也可以为绝缘体。
[0150]
另外,多个高声阻抗层32不限于为彼此相同的材料的情况,例如也可以为互不相同的材料。另外,多个低声阻抗层31不限于为彼此相同的材料的情况,例如也可以为互不相同的材料。
[0151]
另外,声反射层3中的高声阻抗层32和低声阻抗层31各自的数量不限于两个和三个,也可以为一个、三个以上及四个以上。另外,高声阻抗层32的数量与低声阻抗层31的数量不限于不同的情况,也可以相同,也可以是低声阻抗层31的数量比高声阻抗层32的数量少一个。另外,高声阻抗层32和低声阻抗层31各自的厚度根据弹性波装置1的期望频率、以及分别应用于高声阻抗层32和低声阻抗层31的材料而适当设定,使得在声反射层3得到良好的反射。
[0152]
(3)弹性波装置的制造方法
[0153]
在弹性波装置1b的制造方法中,例如在准备了支承基板2之后进行第一工序~第四工序。在第一工序中,在支承基板2的第一主面21上形成声反射层3。在第二工序中,隔着声反射层3将成为压电体层4的基础的压电体基板与支承基板2接合。在第三工序中,通过减薄压电体基板而形成包括压电体基板的一部分的压电体层4。在第四工序中,在压电体层4上形成多个第一电极51、多个第二电极52、第一布线部61以及第二布线部62。在第一工序~第四工序中,作为支承基板2而使用硅晶片。另外,在第二工序中,作为压电体基板而使用压电体晶片。在弹性波装置1b的制造方法中,通过对包括多个弹性波装置1b的晶片进行切割,得到多个弹性波装置1b(芯片)。
[0154]
弹性波装置1b的制造方法为一例,没有特别限定。例如,也可以利用成膜技术而形成压电体层4。在该情况下,弹性波装置1b的制造方法也可以具备使压电体层4成膜的工序代替第二工序和第三工序。通过成膜技术成膜的压电体层4例如可以是单晶,也可以是双晶。作为成膜技术,例如举出cvd法,但不限于此。另外,对压电体层4进行极化处理。
[0155]
(4)效果
[0156]
实施方式2的弹性波装置1b与实施方式1的弹性波装置1同样地利用厚度剪切一阶模的体波。由此,在实施方式2的弹性波装置1b中,谐振频率不被成对的第一电极51与第二电极52的中心线间距离制约,能够通过减薄压电体层4的厚度而提高谐振频率,因此,能够在不使弹性波装置1b的平面尺寸大型化的状态下应对高频化。
[0157]
在实施方式2的弹性波装置1b中,由于弹性波谐振器5中的压电体层4的第二主面42被声反射层3约束,因此,能够抑制无用波。另外,在实施方式2的弹性波装置1b中,压电体层4的材料为linbo3或litao3,低声阻抗层31的材料为氧化硅。这里,linbo3和litao3各自的频率温度特性具有负斜率,氧化硅的频率温度特性具有正斜率。因此,在实施方式2的弹性波装置1b中,能够减小tcf(temperature coefficient of frequency,频率温度系数)的绝对值,能够改善频率温度特性。
[0158]
实施方式2的弹性波装置1b具备设置在支承基板2与压电体层4之间的声反射层3。
[0159]
(实施方式2的变形例1)
[0160]
在实施方式2的弹性波装置1b中,在多个弹性波谐振器5中兼用了声反射层3,但也可以将多个高声阻抗层32中的最接近压电体层4的高声阻抗层32(第二高声阻抗层322)按照每个弹性波谐振器5而分离。
[0161]
(实施方式2的变形例2)
[0162]
以下,参照图20对实施方式2的变形例2的弹性波装置1c进行说明。关于变形例2的弹性波装置1c,针对与实施方式2的弹性波装置1b同样的构成要素标注相同的标记并省略说明。
[0163]
实施方式2的变形例2的弹性波装置1c在多个弹性波谐振器5分别还具备两个反射器8这一点与实施方式2的弹性波装置1b不同。各反射器8的结构与实施方式1的变形例1的弹性波装置1a的各反射器8是同样的。
[0164]
作为实施方式2的另一变形例,也可以与实施方式1的变形例4同样地,串联臂谐振器rs1与并联臂谐振器rs2在俯视下与同一空洞26重叠。或者也可以与实施方式1的变形例5同样地,关于第一分割谐振器rs3和第二分割谐振器rs4,第一分割谐振器rs3具有的一对汇流条(第一汇流条611和第二汇流条621)中的第二汇流条621与第二分割谐振器rs4具有的一对汇流条(第一汇流条611和第二汇流条621)中的第一汇流条611是被共同化的级间汇流条63。
[0165]
上述的实施方式1、2等只不过是本发明的各种实施方式的一个实施方式。上述的实施方式1、2等只要能够实现本发明的目的即可,也能够根据设计等进行各种变更。
[0166]
例如,在实施方式1的弹性波装置1中,压电体层4隔着氧化硅膜7而与支承基板2接合,但氧化硅膜7不是必须的构成要素。
[0167]
另外,在实施方式1的弹性波装置1中,空洞26形成为沿支承基板2的厚度方向贯穿该支承基板2,但不限于此,也可以不贯穿支承基板2,而由形成在支承基板2的第一主面21的凹部的内部空间构成。
[0168]
另外,在弹性波装置1~1c中,第一电极51和第二电极52的剖面形状为长方形状,但不限于此。这里,剖面形状例如是与压电体层4的厚度方向d1及第二方向d2正交的剖面中的形状。第一电极51和第二电极52例如也可以如图21a~图21d中的任意一个图那样是下端的宽度比上端的宽度宽的形状。由此,能够在不增大第一电极51的第一主面511(参照图7)和第二电极52的第一主面521(参照图7)的宽度的状态下,增大成对的第一电极51与第二电极52之间的电容。
[0169]
图21a所示的第一电极51和第二电极52在上端侧具有宽度大致固定的部分,在下端侧具有宽度逐渐变大的部分。另外,图21b所示的第一电极51和第二电极52是剖面呈梯形的形状。另外,图21c所示的第一电极51和第二电极52是末端扩展状的形状,宽度方向的两侧面是曲面。另外,图21d所示的第一电极51和第二电极52在上端侧具有剖面呈梯形的部分,在下端侧具有宽度比上端侧的剖面呈梯形的部分宽的剖面呈梯形的部分。
[0170]
另外,如图22a~图22c中的任意一个图所示,弹性波装置1~1c也可以具备覆盖压电体层4的第一主面41、第一主面41上的第一电极51及第二电极52的电介质膜9。弹性波装置1~1c通过具备电介质膜9,能够增大成对的第一电极51与第二电极52之间的电容。在图22a中,电介质膜9的厚度比第一电极51和第二电极52的厚度薄,电介质膜9的表面具有沿着基底形状的凹凸形状。在图22b中,电介质膜9的表面被平坦化而成为平面状。在图22c中,电介质膜9的厚度比第一电极51和第二电极52的厚度厚,电介质膜9的表面具有沿着基底形状的凹凸形状。
[0171]
另外,在弹性波装置1~1c中,第一电极51的剖面形状与第二电极52的剖面形状也
可以不同。这里,剖面形状例如是与压电体层4的厚度方向d1及第二方向d2正交的剖面中的形状。
[0172]
另外,在弹性波装置1~1c中,弹性波谐振器5具备多个第一电极51和多个第二电极52,但不限于此,具备至少一对电极(第一电极51、第二电极52)即可。
[0173]
另外,在弹性波装置1~1c中,第一电极51和第二电极52的形状也可以按照每个弹性波谐振器5而不同。另外,在构成串联臂谐振器rs1的弹性波谐振器5和构成并联臂谐振器rs2的弹性波谐振器5中,第一电极51和第二电极52的形状也可以不同。
[0174]
另外,第一电极51和第二电极52不限于在从压电体层4的厚度方向d1的俯视下为直线状的情况。例如,第一电极51和第二电极52也可以为曲线状,也可以为包括直线状的部分和曲线状的部分的形状。
[0175]
(方式)
[0176]
本说明书公开了以下的方式。
[0177]
第一方式的弹性波装置(1~1c)具备压电体层(4)、第一电极(51)以及第二电极(52)。第一电极(51)和第二电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(d1)交叉的方向(长边方向d2)上对置。弹性波装置(1~1c)利用厚度剪切一阶模的体波。压电体层(4)的材料为铌酸锂或钽酸锂。弹性波装置(1~1c)具备多个包括第一电极(51)和第二电极(52)的电极部(50)。弹性波装置(1~1c)还具备第一分割谐振器(rs3)、第二分割谐振器(rs4)以及支承基板(2)。第一分割谐振器(rs3)和第二分割谐振器(rs4)在相互之间未连接其他谐振器地串联地连接,或者,相对于连结输入端子(15)与输出端子(16)的路径(第一路径12)上的同一连接节点相互并联地连接。支承基板(2)具有相互对置的第一主面(21)和第二主面(22)。第一分割谐振器(rs3)包括第一设置部(401)。第一设置部(401)包括多个电极部(50)中的第一电极部(501)、以及压电体层(4)中的设置有第一电极部(501)的第一区域(451)。第二分割谐振器(rs4)包括第二设置部(402)。第二设置部(402)包括多个电极部(50)中的第二电极部(502)、以及压电体层(4)中的设置有第二电极部(502)的第二区域(452)。压电体层(4)直接或间接地设置于支承基板(2)。支承基板(2)具有第一能量封闭层(第一空洞26a;第一声反射层3a)和第二能量封闭层(第二空洞26b;第二声反射层3b)。第一能量封闭层与压电体层(4)的第一区域(451)的至少一部分重叠。第二能量封闭层与压电体层(4)的第二区域(452)的至少一部分重叠。在支承基板(2)中,第一能量封闭层和第二能量封闭层被一体形成。
[0178]
根据第一方式的弹性波装置(1~1c),即便在推进了小型化的情况下,也能够提高q值,并且能够在形成第一分割谐振器(rs3)和第二分割谐振器(rs4)时进一步实现小型化。
[0179]
第二方式的弹性波装置(1~1c)具备压电体层(4)、第一电极(51)以及第二电极(52)。第一电极(51)和第二电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(d1)交叉的方向(第二方向d2)上对应。第一电极(51)和第二电极(52)是彼此相邻的电极。在沿着压电体层(4)的厚度方向(d1)的任意的剖面中将第一电极(51)与第二电极(52)的中心线间距离设为p且将压电体层(4)的厚度设为d时,d/p为0.5以下。压电体层(4)的材料为铌酸锂或钽酸锂。弹性波装置(1~1c)具备多个包括第一电极(51)和第二电极(52)的电极部(50)。弹性波装置(1~1c)还具备第一分割谐振器(rs3)、第二分割谐振器(rs4)以及支承基板(2)。第一分割谐振器(rs3)和第二分割谐振器(rs4)在相互之间未连接其他谐振器地串联地连接,或者,相对
于连结输入端子(15)与输出端子(16)的路径(第一路径12)上的同一连接节点相互并联地连接。支承基板(2)具有相互对置的第一主面(21)和第二主面(22)。第一分割谐振器(rs3)包括第一设置部(401)。第一设置部(401)包括多个电极部(50)中的第一电极部(501)、以及压电体层(4)中的设置有第一电极部(501)的第一区域(451)。第二分割谐振器(rs4)包括第二设置部(402)。第二设置部(402)包括多个电极部(50)中的第二电极部(502)、以及压电体层(4)中的设置有第二电极部(502)的第二区域(452)。压电体层(4)直接或间接地设置于支承基板(2)。支承基板(2)具有第一能量封闭层(第一空洞26a;第一声反射层3a)和第二能量封闭层(第二空洞26b;第二声反射层3b)。第一能量封闭层使压电体层(4)的第一区域(451)的至少一部分露出。第二能量封闭层使压电体层(4)的第二区域(452)的至少一部分露出。在支承基板(2)中,第一能量封闭层和第二能量封闭层被一体形成。
[0180]
根据第二方式的弹性波装置(1~1c),即便在推进了小型化的情况下,也能够提高q值,并且能够在形成第一分割谐振器(rs3)和第二分割谐振器(rs4)时进一步实现小型化。
[0181]
第三方式的弹性波装置(1~1c)根据第一方式或第二方式,其中,第一分割谐振器(rs3)的厚度(d1)是第一设置部(401)的厚度。第二分割谐振器(rs4)的厚度是第二设置部(402)的厚度。第一分割谐振器(rs3)的厚度(d1)与第二分割谐振器(rs4)的厚度(d2)互不相同。
[0182]
根据第三方式的弹性波装置(1~1c),能够使纹波分散。
[0183]
第四方式的弹性波装置(1~1c)根据第一方式至第三方式中任一方式,其中,第一分割谐振器(rs3)的极性与第二分割谐振器(rs4)的极性互不相同。
[0184]
根据第四方式的弹性波装置(1~1c),能够进一步提高线性度。
[0185]
第五方式的弹性波装置(1b;1c)根据第一方式至第四方式中任一方式,其中,第一能量封闭层和第二能量封闭层中的至少一方为声反射层(3)。声反射层(3)具有高声阻抗层(32)和低声阻抗层(31)。低声阻抗层(31)的声阻抗比高声阻抗层(32)的声阻抗低。
[0186]
根据第五方式的弹性波装置(1b;1c),能够进一步提高线性度。
[0187]
第六方式的弹性波装置(1;1a)根据第一方式至第四方式中任一方式,其中,第一能量封闭层和第二能量封闭层是空洞(26)。
[0188]
第七方式的弹性波装置(1~1c)根据第二方式,其中,第一分割谐振器(rs3)中的中心线间距离(p)与第二分割谐振器(rs4)中的中心线间距离(p)互不相同。
[0189]
根据第七方式的弹性波装置(1~1c),能够不对主谐振造成影响而使纹波分散。
[0190]
第八方式的弹性波装置(1~1c)根据第二方式,其中,d/p为0.24以下。
[0191]
根据第八方式的弹性波装置(1~1c),能够使相对带宽变得更加大。
[0192]
第九方式的弹性波装置(1~1c)根据第八方式,其中,第一电极(51)和第二电极(52)是彼此相邻的电极。第一电极(51)具有第一电极主部(510)。第一电极主部(510)在第一电极(51)与第二电极(52)对置的方向(长边方向d2)上与第二电极(52)交叉。第二电极(52)具有第二电极主部(520)。第二电极主部(520)在第一电极(51)与第二电极(52)对置的方向(长边方向d2)上与第一电极(51)交叉。压电体层(4)具有规定区域(45)。规定区域(45)在从压电体层(4)的厚度方向(d1)的俯视下,在压电体层(4)中的第一电极(51)与第二电极(52)对置的方向(长边方向d2)上与第一电极(51)和第二电极(52)的双方交叉,并且位于第一电极(51)与第二电极(52)之间。在从压电体层(4)的厚度方向(d1)的俯视下,将第一电极
主部(510)的面积设为s1,将第二电极主部(520)的面积设为s2,将规定区域(45)的面积设为s0,将由(s1 s2)/(s1 s2 s0)规定的构造参数设为mr时,弹性波装置(1~1c)满足下述的条件,条件为mr≤1.75
×
(d/p) 0.075。
[0193]
根据第九方式的弹性波装置(1~1c),能够抑制频带内的杂散。
[0194]
第十方式的弹性波装置(1~1c)根据第一方式至第九方式中任一方式,其中,第一电极(51)和第二电极(52)分别是成为信号电位或接地电位的电极。
[0195]
根据第十方式的弹性波装置(1~1c),能够防止成对的两个第一电极(51)和第二电极(52)成为浮置电位。
[0196]
第十一方式的弹性波装置(1~1c)根据第一方式至第十方式中任一方式,其中,第一能量封闭层(第一空洞26a;第一声反射层3a)在从厚度方向(d1)的俯视下,与第一电极部(501)的第一电极(51)及第二电极(52)、以及压电体层(4)中的第一电极部(501)的第一电极(51)与第二电极(52)之间的部分重叠。第二能量封闭层(第二空洞26b;第二声反射层3b)在从厚度方向(d1)的俯视下,与第二电极部(502)的第一电极(51)及第二电极(52)、以及压电体层(4)中的第二电极部(502)的第一电极(51)与第二电极(52)之间的部分重叠。
[0197]
第十二方式的弹性波装置(1~1c)根据第一方式至第十一方式中任一方式,其中,第一电极(51)和第二电极(52)在压电体层(4)的同一主面(第一主面41;第二主面42)上对置。
[0198]
附图标记说明
[0199]
1~1c 弹性波装置;
[0200]
1r 构造模型;
[0201]
12 第一路径;
[0202]
13、14 第二路径;
[0203]
15 输入端子;
[0204]
16 输出端子;
[0205]
17、18 接地端子;
[0206]
2 支承基板;
[0207]
21 第一主面;
[0208]
22 第二主面;
[0209]
26 空洞;
[0210]
26a 第一空洞(第一能量封闭层);
[0211]
26b 第二空洞(第二能量封闭层);
[0212]
3 声反射层;
[0213]
3a 第一声反射层(第一能量封闭层);
[0214]
3b 第二声反射层(第二能量封闭层);
[0215]
31 低声阻抗层;
[0216]
311 第一低声阻抗层;
[0217]
312 第二低声阻抗层;
[0218]
313 第三低声阻抗层;
[0219]
32 高声阻抗层;
[0220]
321 第一高声阻抗层;
[0221]
322 第二高声阻抗层;
[0222]
4 压电体层;
[0223]
401 第一设置部;
[0224]
402 第二设置部;
[0225]
41 第一主面;
[0226]
42 第二主面;
[0227]
45 规定区域;
[0228]
451 第一区域;
[0229]
452 第二区域;
[0230]
5 弹性波谐振器;
[0231]
50 电极部;
[0232]
501 第一电极部;
[0233]
502 第二电极部;
[0234]
51 第一电极;
[0235]
510 第一电极主部;
[0236]
511 第一主面;
[0237]
512 第二主面;
[0238]
52 第二电极;
[0239]
520 第二电极主部;
[0240]
521 第一主面;
[0241]
522 第二主面;
[0242]
61 第一布线部;
[0243]
611 第一汇流条;
[0244]
62 第二布线部;
[0245]
621 第二汇流条;
[0246]
63 级间汇流条;
[0247]
7 氧化硅膜;
[0248]
8 反射器;
[0249]
81 电极指;
[0250]
9 电介质膜;
[0251]
rs1 串联臂谐振器;
[0252]
rs2 并联臂谐振器;
[0253]
rs3 第一分割谐振器;
[0254]
rs4 第二分割谐振器;
[0255]
d、d1、d2 厚度;
[0256]
da1 第一分布区域;
[0257]
da2 第二分布区域;
[0258]
dl1 近似直线(第一近似直线);
[0259]
dl2 近似直线(第二近似直线);
[0260]
h1 第一电极宽度;
[0261]
h2 第二电极宽度;
[0262]
n1、n2 节点;
[0263]
p 中心线间距离;
[0264]
pz1、pz2 极化方向;
[0265]
d1 厚度方向(第一方向);
[0266]
d2 长边方向(第二方向);
[0267]
d3 第三方向。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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