CN110620562A - 弹性波装置以及高频前端电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种弹性波装置及高频前端电路，使在比主模靠高频侧产生的高阶模降低。弹性波装置(1)具备压电体层(2)、IDT电极(3)、高声速支承基板(5)及低声速膜(4)。高声速支承基板在压电体层的厚度方向上夹着压电体层位于与IDT电极相反侧。低声速膜在厚度方向上设置在高声速支承基板与压电体层之间。高声速支承基板具有基底区域(51)和表面区域(52)。表面区域在厚度方向上设置在比基底区域靠低声速膜侧。表面区域具有第一层(53)和第二层(54)。第二层在厚度方向上设置在比第一层靠基底区域侧。高声速支承基板的基底区域的结晶性比表面区域的结晶性好。第二层的结晶性比第一层的结晶性好。

Description

弹性波装置以及高频前端电路
技术领域
本发明一般涉及弹性波装置以及高频前端电路，更详细地，涉及具备压电体层的弹性波装置、以及具备弹性波装置的高频前端电路。
背景技术
以往，已知有具备压电体层以及基板的弹性波装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1记载的弹性波装置具备基板、层、压电体层、以及IDT电极。基板具有体区域和表面区域。表面区域位于基板与层的边界部分。也就是说，表面区域位于体区域与层之间。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2017/0063332号说明书
然而，在像专利文献1记载的以往的弹性波装置那样使用了基板以及压电体层的层叠构造的情况下，在比主模靠高频侧产生高阶模。进而，在使表面区域中的结晶性在对压电体层进行支承的支承基板中一致的情况下，存在高阶模变大这样的问题。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述的方面而完成的发明，本发明的目的在于，提供一种能够使在比主模靠高频侧产生的高阶模降低的弹性波装置以及高频前端电路。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方式涉及的弹性波装置具备压电体层、IDT电极、高声速支承基板、以及低声速膜。所述IDT电极直接或间接地设置在所述压电体层上。所述高声速支承基板在所述压电体层的厚度方向上夹着所述压电体层位于与所述IDT电极相反侧。所述高声速支承基板是传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为高速的基板。所述低声速膜在所述厚度方向上设置在所述高声速支承基板与所述压电体层之间。所述低声速膜是传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为低速的膜。所述高声速支承基板具有基底区域和表面区域。所述表面区域在所述厚度方向上设置在比所述基底区域靠所述低声速膜侧。所述表面区域具有第一层和第二层。所述第二层在所述厚度方向上设置在比所述第一层靠所述基底区域侧。所述高声速支承基板的所述基底区域的结晶性比所述表面区域的结晶性好。所述第二层的结晶性比所述第一层的结晶性好。
本发明的另一个方式涉及的弹性波装置具备压电体层、IDT电极、支承基板、低声速膜、以及高声速膜。所述IDT电极直接或间接地设置在所述压电体层上。所述支承基板在所述压电体层的厚度方向上夹着所述压电体层位于与所述IDT电极相反侧。所述低声速膜在所述厚度方向上设置在所述支承基板与所述压电体层之间。所述低声速膜是传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为低速的膜。所述高声速膜设置在所述低声速膜与所述支承基板之间。所述高声速膜是传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为高速的膜。所述支承基板具有基底区域和表面区域。所述表面区域在所述厚度方向上设置在比所述基底区域靠所述低声速膜侧。所述表面区域具有第一层和第二层。所述第二层在所述厚度方向上设置在比所述第一层靠所述基底区域侧。所述支承基板的所述基底区域的结晶性比所述表面区域的结晶性好。所述第二层的结晶性比所述第一层的结晶性好。
本发明的一个方式涉及的高频前端电路具备第一放大电路、第二放大电路、发送滤波器、以及接收滤波器。所述第一放大电路将第一频率的第一发送信号放大。所述第二放大电路将第二频率的第二发送信号放大，该第二频率是与所述第一频率不同的频率。所述发送滤波器具有包含所述第一频率的第一通带，设置在所述第一放大电路与天线之间，使所述第一发送信号通过。所述接收滤波器具有第二通带，使来自所述天线的接收信号通过。所述第二通带的频率包含满足n×Tx1±m×Tx2(Tx1为所述第一频率，Tx2为所述第二频率，n、m均为自然数)的多个频率中的至少一个。所述发送滤波器包含所述弹性波装置。
发明效果
根据本发明的上述方式涉及的弹性波装置以及高频前端电路，能够使在比主模靠高频侧产生的高阶模降低。
附图说明
图1是实施方式1涉及的弹性波装置的剖视图。
图2A是同上的弹性波装置的主要部分俯视图。图2B是图2A的A-A线剖视图。
图3是同上的弹性波装置的厚度方向上的声阻抗的分布图。
图4是示出同上的弹性波装置的高阶模相位的曲线图。
图5A～图5D是示出同上的弹性波装置中的表面区域的电子射线衍射图案像的图。
图6是实施方式1的实施例1涉及的高频前端电路的电路图。
图7是实施方式1的实施例2涉及的高频前端电路的电路图。
图8是实施方式2涉及的弹性波装置的剖视图。
附图标记说明
1、1a：弹性波装置，2：压电体层，21：主面，3：IDT电极，31：第一汇流条，32：第二汇流条，33：第一电极指，34：第二电极指，4：低声速膜，5：高声速支承基板，51：基底区域，52：表面区域，53：第一层，54：第二层，55：第三层，56：第四层，6：高声速膜，7：支承基板，71：基底区域，72：表面区域，73：第一层，74：第二层，75：第三层，76：第四层，101、102：高频前端电路，111、113：第一多工器，112、114：第二多工器，121：第一放大电路，122：第二放大电路，131、133、135：第一发送滤波器，132、134、136：第二发送滤波器，141、143、145：第一接收滤波器，142、144、146：第二接收滤波器，151：第一开关，152：第二开关，161、163：第一放大电路，162、164：第二放大电路，201、203：第一天线，202、204：第二天线，A1、A2：特性，D1：第一方向，D2：第二方向，D3：第三方向，P1：周期，S1：间隔宽度，W1：宽度。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式1、2涉及的弹性波装置以及高频前端电路进行说明。在下述的实施方式等中说明的各图是示意性的图，图中的各构成要素的大小、厚度各自之比未必一定反映了实际的尺寸比。
(实施方式1)
(1)弹性波装置的整体结构
首先，参照附图对实施方式1涉及的弹性波装置1的整体结构进行说明。
如图1所示，实施方式1涉及的弹性波装置1具备压电体层2、IDT(InterdigitalTransducer，叉指换能器)电极3、低声速膜4、以及高声速支承基板5。
(2)弹性波装置的各构成要素
接着，参照附图对实施方式1涉及的弹性波装置1的各构成要素进行说明。
(2.1)压电体层
压电体层2例如由Γ°Y切割X传播LiTaO3压电单晶形成。在将LiTaO3压电单晶的三个结晶轴设为X轴、Y轴、Z轴的情况下，Γ°Y切割X传播LiTaO3压电单晶是用将以X轴为中心轴从Y轴向Z轴方向旋转了Γ°的轴作为法线的面切断的LiTaO3单晶，是在X轴方向上传播声表面波的单晶。若将切割角设为Γ[°]并将压电体层2的欧拉角设为则压电体层2的切割角为Γ＝θ+90°。其中，Γ和Γ±180×n(n为自然数)是同义(在结晶学上是等效的)。压电体层2并不限定于Γ°Y切割X传播LiTaO3压电单晶，例如，也可以是Γ°Y切割X传播LiTaO3压电陶瓷。
压电体层2直接或间接地设置在低声速膜4上。高声速支承基板5的厚度方向(第一方向D1)上的压电体层2的厚度为3.5λ以下。在压电体层2的厚度为3.5λ以下的情况下，Q值变高。此外，通过使压电体层2的厚度为2.5λ以下，从而能够减小TCF。进而，通过使压电体层2的厚度为1.5λ以下，从而弹性波的声速的调整变得容易。
可是，在压电体层2的厚度为3.5λ以下的情况下，如上所述，Q值变高，但是产生高阶模。
在弹性波装置1中，作为在压电体层2传播的弹性波的模式，存在纵波、SH波、或SV波、或者它们复合的模式。在弹性波装置1中，使用以SH波为主分量的模式作为主模。所谓高阶模，是指在比在压电体层2传播的弹性波的主模靠高频侧产生的杂散模式。关于在压电体层2传播的弹性波的模式是否“将以SH波为主分量的模式作为主模”，例如，能够通过如下方式来确认，即，使用压电体层2的参数(材料、欧拉角以及厚度等)、IDT电极3的参数(材料、厚度以及电极指周期等)、低声速膜4的参数(材料、厚度等)的参数，通过有限元法对位移分布进行分析，并对应变进行分析。压电体层2的欧拉角能够通过分析求出。
另外，关于在此所说的主模，在弹性波装置1为谐振器的情况下，是如下的模式，即，在滤波器的通带内存在谐振频率以及反谐振频率中的至少一者，且谐振频率下的阻抗与反谐振频率下的阻抗之差最大的波的模式。此外，在弹性波装置1为滤波器的情况下，是为了形成滤波器的通带而使用的波的模式。
压电体层2的材料并不限定于LiTaO3，例如，也可以是LiNbO3。在压电体层2例如由Y切割X传播LiNbO3压电单晶或压电陶瓷构成的情况下，弹性波装置1通过利用洛夫波作为弹性波，从而能够使用以SH波为主分量的模式作为主模。另外，关于压电体层2的单晶材料、切割角，例如，只要根据滤波器的要求规格(通过特性、衰减特性、温度特性以及带宽等滤波器特性)等而适当地决定即可。
(2.2)IDT电极
如图2A以及图2B所示，IDT电极3包含第一汇流条31、第二汇流条32、多个第一电极指33、以及多个第二电极指34，设置在压电体层2的主面21。
第一汇流条31形成为将第二方向D2作为长边方向的长条状，与多个第一电极指33电连接。第二汇流条32形成为将第二方向D2作为长边方向的长条状，与多个第二电极指34电连接。第二方向D2是与第一方向D1正交的方向。
多个第一电极指33在第二方向D2上相互排列配置。各第一电极指33形成为将第三方向D3作为长边方向的长条状。多个第一电极指33以在第二方向D2上相互对置的状态平行地配置。多个第二电极指34在第二方向D2上相互排列配置。各第二电极指34形成为将第三方向D3作为长边方向的长条状。多个第二电极指34以在第二方向D2上相互对置的状态平行地配置。多个第一电极指33以及多个第二电极指34各一根地交替地排列配置。第三方向D3是与第一方向D1以及第二方向D2的双方正交的方向。
IDT电极3的电极指周期是相邻的第一电极指33与第二电极指34的相互对应的边间的距离。如图2B所示，IDT电极3的电极指周期由第一电极指33以及第二电极指34的宽度W1与相邻的第一电极指33和第二电极指34的间隔宽度S1之和(W1+S1)来定义。在IDT电极3中，电极指的宽度W1除以电极指周期而得到的值即占空比由W1/(W1+S1)来定义。占空比例如为0.5。由IDT电极3的电极指周期规定的弹性波的波长λ通过多个第一电极指33以及多个第二电极指34的重复周期P1来定义。
IDT电极3的材料是Al、Cu、Pt、Au、Ag、Ti、Ni、Cr、Mo、或W、或者以这些金属中的任一者为主体的合金等适当的金属材料。此外，IDT电极3也可以具有将由这些金属或合金构成的多个金属膜进行了层叠的构造。
(2.3)低声速膜
图1所示的低声速膜4是在低声速膜4传播的横波体波(Bulk wave)的声速与在压电体层2传播的弹性波的声速相比成为低速的膜。低声速膜4设置在高声速支承基板5与压电体层2之间。通过低声速膜4设置在高声速支承基板5与压电体层2之间，从而弹性波的声速下降。弹性波的能量在本质上集中于低声速的介质。因此，能够提高弹性波的能量向压电体层2内以及激励弹性波的IDT电极3内的限制效果。其结果是，与未设置低声速膜4的情况相比，能够降低损耗并提高Q值。
低声速膜4的材料例如为氧化硅。另外，低声速膜4的材料并不限定于氧化硅，也可以是玻璃、氮氧化硅、氧化钽、氧化硅添加了氟、碳或硼的化合物、或者以上述各材料为主成分的材料。
若将由IDT电极3的电极指(后述的第一电极指33以及第二电极指34)的周期规定的弹性波的波长设为λ，则低声速膜4的厚度优选为2.0λ以下。通过使低声速膜4的厚度为2.0λ以下，从而能够使膜应力降低，其结果是，能够使晶片的翘曲降低，良品率的提高以及特性的稳定化成为可能。此外，如果低声速膜4的厚度为0.1λ以上且0.5λ以下的范围内，则机电耦合系数基本不变。另外，低声速膜4也可以是传播的横波体波的声速成为低速的多个膜被层叠的多层构造。也可以在传播的横波体波的声速成为低速的多个膜之间包含由钛、镍等构成的中间层。该情况下的低声速膜4的厚度表示多层构造整体的厚度。
(2.4)高声速支承基板
如图1所示，高声速支承基板5夹着压电体层2位于与IDT电极3相反侧。在高声速支承基板5中，在高声速支承基板5传播的体波的声速与在压电体层2传播的弹性波的声速相比为高速。高声速支承基板5对低声速膜4、压电体层2、以及IDT电极3进行支承。
另外，在高声速支承基板5传播的体波是在高声速支承基板5传播的多个体波中的最低声速的体波。
高声速支承基板5发挥功能，使得将弹性波限制在层叠有压电体层2以及低声速膜4的部分而***漏到比高声速支承基板5靠下方。
高声速支承基板5的材料例如为硅，高声速支承基板5的厚度例如为125μm。另外，高声速支承基板5的材料并不限定于硅，也可以是硅碳化物、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、或石英等的压电体、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、或镁橄榄石等的各种陶瓷、或氧化镁、金刚石、或以上述各材料为主成分的材料、或以上述各材料的混合物为主成分的材料。
可是，高声速支承基板5具有基底区域51和表面区域52。
基底区域51是体区域。
表面区域52在第一方向D1上位于比基底区域51靠低声速膜4侧。表面区域52的结晶性比基底区域51的结晶性差。本说明书中的结晶性例如对应于电子射线衍射图案像的每单位面积的衍射斑的数目。衍射斑数越少，结晶性越好，衍射斑数越多，结晶性越差。所谓“表面区域52的结晶性比基底区域51的结晶性差”，是指表面区域52中的衍射斑数比基底区域51中的衍射斑数多的状态。
表面区域52具有多个层。更详细地，表面区域52具有第一层53、第二层54、第三层55、以及第四层56。第一层53在第一方向D1上设置在表面区域52中的最靠低声速膜4侧。第一层53与低声速膜4相接。第二层54在第一方向D1上与第一层53相邻地设置。第三层55在第一方向D1上与第二层54相邻地设置。第四层56在第一方向D1上与第三层55相邻地设置。第四层56在第一方向D1上设置在最靠基底区域51侧。第四层56与基底区域51相接。
表面区域52在第一方向D1上结晶性不同。更详细地，第二层54的结晶性比第一层53的结晶性好。第三层55的结晶性比第二层54的结晶性好。第四层56的结晶性比第三层55的结晶性好。即，表面区域52的结晶性随着从低声速膜4侧接近基底区域51侧而变好。
在表面区域52中，若结晶性变好，则在高声速支承基板5传播的体波的声速快。另一方面，若结晶性变差，则在高声速支承基板5传播的体波的声速慢。
如上所述，表面区域52的结晶性随着从低声速膜4侧接近基底区域51侧而变好。由此，如图3所示，表面区域52的声阻抗随着从低声速膜4侧接近基底区域51侧而变高。其中，表面区域52的声阻抗比低声速膜4的声阻抗高且比基底区域51的声阻抗低。
如上所述，通过设置有表面区域52，从而能够使在比基波靠高频侧产生的高阶模的相位降低。
接着，参照图4对第一方向D1上的表面区域52的厚度与高阶模相位的大小的关系进行说明。图4示出相对于表面区域52的厚度的高阶模相位。图4的特性A1是实施方式1涉及的弹性波装置1的高阶模特性。图4的特性A2是表面区域的结晶性在厚度方向上恒定的情况下的弹性波装置(比较例的弹性波装置)的高阶模特性。另外，在图4中，表面区域52的厚度用由IDT电极3的电极指周期规定的弹性波的波长λ进行了标准化。
表面区域52至少在大于0且为0.15λ以下的范围内，表面区域52的厚度与比较例的弹性波装置的表面区域的厚度相同的情况下，与特性A2相比，特性A1的高阶模更小。换言之，与比较例的弹性波装置的高阶模相比，实施方式1涉及的弹性波装置1的高阶模更小。
此外，在实施方式1涉及的弹性波装置1中，在表向区域52的厚度为0.145λ以下的情况下，若表面区域52的厚度变厚，则与不存在表面区域52的情况(表面区域52的厚度为0的情况)相比，高阶模变小。更优选表面区域52的厚度为0.02λ以上且0.11λ以下的情况，在该情况下，高阶模成为-50°以下。进一步优选表面区域52的厚度为0.025λ以上且0.105λ以下的情况，在该情况下，表面区域52的高阶模成为-60°以下。在图4的例子中，在表面区域52为0.07λ的情况下，高阶模最小，为-75°。
另一方面，在比较例的弹性波装置中，在表面区域为0.06λ以下的情况下，与不存在表面区域的情况相比，高阶模变小。然而，若表面区域变得大于0.06λ，则与不存在表面区域的情况相比，高阶模变大。
根据上述，在实施方式1涉及的弹性波装置1中，与比较例的弹性波装置相比，能够减小高阶模。此外，在实施方式1涉及的弹性波装置1中，与比较例的弹性波装置相比，能够拓宽高阶模变小的表面区域52的厚度范围。
(3)弹性波装置的制造方法
接着，参照图1对实施方式1涉及的弹性波装置1的制造方法进行说明。实施方式1涉及的弹性波装置1通过第一工序至第五工序进行制造。
在第一工序中，准备高声速支承基板5。
在第二工序中，对高声速支承基板5中的设置低声速膜4的一侧的主面进行离子照射。通过进行上述离子照射，从而高声速支承基板5的主面侧的区域的结晶性劣化，形成结晶性比作为未受到上述离子照射的损伤的区域的基底区域51差的表面区域52。因为从主面侧执行离子照射，所以越是接近主面的层(在图1的例子中为第一层53)，结晶性越差，越是远离主面的层(在图1的例子中为第四层56)，结晶性越好。其中，表面区域52的结晶性变得比基底区域51的结晶性差。基底区域51维持成为高声速支承基板5的基础的硅基板的结晶性。
在第三工序中，在高声速支承基板5上形成低声速膜4。在第四工序中，在低声速膜4上形成压电体层2。在第五工序中，在压电体层2上形成IDT电极3。
另外，上述制造方法是弹性波装置1的制造方法的一个例子，弹性波装置1也可以使用其它制造方法来制造。例如，也可以代替离子照射而通过成膜来形成表面区域52。以下，对实施方式1涉及的弹性波装置1的其它制造方法进行说明。
在第一工序中，准备成为基底区域51的支承基板。上述支承基板可以是与高声速支承基板5同样的基板。
在第二工序中，代替离子照射而在上述支承基板进行成膜，由此形成表面区域52。更详细地，一边改变成膜条件一边依次形成第四层56、第三层55、第二层54、第一层53。
此后，与实施方式1同样地，进行第三工序、第四工序、以及第五工序。在高声速支承基板5上形成低声速膜4、压电体层2、以及IDT电极3。
即使是通过上述的其它制造方法制造出的弹性波装置1，也能够在厚度方向上改变表面区域52中的结晶性。
(4)弹性波装置的测定方法
接着，在实施方式1涉及的弹性波装置1中，参照图5A～图5D对高声速支承基板5的结晶性的测定方法(评价方法)进行说明。
在此，通过电子射线衍射法来测定结晶性。图5A是示出表面区域52的第一层53的电子射线衍射图案像的图，图5B是示出表面区域52的第二层54的电子射线衍射图案像的图。图5C是示出表面区域52的第三层55的电子射线衍射图案像的图，图5D是示出表面区域52的第四层56的电子射线衍射图案像的图。图5A～图5D示出相互相同的面积的电子射线衍射图案像。如图5A～图5D所示，图5D的衍射斑数最多，图5A的衍射斑数最少。在结晶性好的情况下衍射斑数变多，因此按第四层56、第三层55、第二层54、第一层53的顺序结晶性依次好。也就是说，在表面区域52中，越靠近基底区域51，结晶性越好。
根据上述，通过使用电子射线衍射法，从而能够测定表面区域52的结晶性的倾向。
另外，弹性波装置1的结晶性的测定方法并不限定于电子射线衍射法，也可以是其它方法。弹性波装置1的结晶性的测定方法例如也可以是X射线衍射法。
(5)高频前端电路
接着，参照图6对实施方式1的实施例1涉及的高频前端电路101进行说明。
如图6所示，高频前端电路101具备第一多工器111、第二多工器112、第一放大电路121、以及第二放大电路122。
第一放大电路121将从高频前端电路101的外部(例如，RF信号处理电路)输出的第一发送信号放大，并将进行了放大的第一发送信号输出到第一天线201。第一放大电路121是功率放大器电路。
第二放大电路122将从高频前端电路101的外部(例如，RF信号处理电路)输出的第二发送信号放大，并将进行了放大的第二发送信号输出到第二天线202。第二放大电路122是功率放大器电路。
第一多工器111具备第一发送滤波器131和第一接收滤波器141。
第一发送滤波器131使第一发送滤波器131的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第一发送滤波器131使从第一放大电路121输出的第一发送信号通过，并输出到第一天线201。
第一接收滤波器141使第一接收滤波器141的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第一接收滤波器141使来自第一天线201的第一接收信号通过。
第二多工器112具备第二发送滤波器132和第二接收滤波器142。
第二发送滤波器132使第二发送滤波器132的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第二发送滤波器132使从第二放大电路122输出的第二发送信号通过，并输出到第二天线202。
第二接收滤波器142使第二接收滤波器142的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第二接收滤波器142使来自第二天线202的第二接收信号通过。
在上述的高频前端电路101中，对第一发送滤波器131使用弹性波装置1(参照图1)。
作为第一发送信号、第一接收信号、第二发送信号、第二接收信号的频率，有以下的组合。例如，第一发送信号的频率为3GPP LTE标准的Band1的发送频带(1950MHz频段)，第一接收信号为Band1的接收频带(2140MHz频段)，第二发送信号为3GPP LTE标准的Band3的发送频带(1760MHz频段)，第二接收信号为Band3的接收频带(1855MHz频段)。
在使用弹性波装置1的第一发送滤波器131中，被输入第一发送信号，并且作为干扰波被输入第二发送信号。这样，产生第一发送信号的2倍波的频率(3900MHz)和第二发送信号的基频(1760MHz)的差分频率(2140MHz)的高阶模。
由于上述差分频率与第一接收信号的频带重叠，因此上述差分频率的高次谐波有可能会泄漏到接收侧。
然而，在高频前端电路101中，通过对第一发送滤波器131使用弹性波装置1，从而能够抑制高阶模，且还能够抑制上述差分频率的高次谐波。
在第一发送信号、第一接收信号、第二发送信号、第二接收信号的频率为以下的组合的情况下也是同样的。第一发送信号的频率为Band2的发送频带(1860MHz频段)，第一接收信号为Band2的接收频带(1940MHz频段)，第二发送信号为Band66的发送频带(1780MHz频段)，第二接收信号为Band66的接收频带(2180MHz频段)。
作为第一发送信号、第一接收信号、第二发送信号、第二接收信号的频率的其它例子，有以下的组合。第一发送信号的频率为Band3的发送频带(1720MHz)，第一接收信号为Band3的接收频带(1815MHz)，第二发送信号为3GPP LTE标准的Band5的发送频带(837.5MHz)，第二接收信号为Band5的接收频带(882.5MHz)。
在该情况下，对第二发送滤波器132使用弹性波装置1(参照图1)。在第二发送滤波器132中，被输入第二发送信号，并且作为干扰波被输入第一发送信号。这样，产生第一发送信号的基频(1720MHz)和第二发送信号的基频(837.5MHz)的差分频率(882.5MHz)的高阶模。
然而，在高频前端电路101中，通过对第二发送滤波器132使用弹性波装置1，从而即使是上述的情况，也能够抑制上述高阶模。
接着，参照图7对实施方式1的实施例2涉及的高频前端电路102进行说明。
如图7所示，高频前端电路102具备第一多工器113、第二多工器114、第一放大电路121、第二放大电路122、开关151、152、以及第三放大电路161～164。
第一放大电路121将从高频前端电路102的外部(例如，RF信号处理电路)输出的第一发送信号放大，并将进行了放大的第一发送信号输出到第一天线203。第一放大电路121是功率放大器电路。
第二放大电路122将从高频前端电路102的外部(例如，RF信号处理电路)输出的第二发送信号放大，并将进行了放大的第二发送信号输出到第二天线204。第二放大电路122是功率放大器电路。
第一多工器113具备第一发送滤波器133、第二发送滤波器134、第一接收滤波器143、以及第二接收滤波器144。
第一发送滤波器133使第一发送滤波器133的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第一发送滤波器133使从第一放大电路121输出的第一发送信号通过，并输出到第一天线203。
第二发送滤波器134使第二发送滤波器134的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第二发送滤波器134使从第二放大电路122输出的第二发送信号通过，并输出到第一天线203。
第一接收滤波器143使第一接收滤波器143的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第一接收滤波器143使来自第一天线203的第一接收信号通过。
第二接收滤波器144使第二接收滤波器144的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第二接收滤波器144使来自第一天线203的第二接收信号通过。
第二多工器114具备第一发送滤波器135、第二发送滤波器136、第一接收滤波器145、以及第二接收滤波器146。
第一发送滤波器135使第一发送滤波器135的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第一发送滤波器135使从第一放大电路121输出的第三发送信号通过，并输出到第二天线204。
第二发送滤波器136使第二发送滤波器136的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第二发送滤波器136使从第二放大电路122输出的第四发送信号通过，并输出到第二天线204。
第一接收滤波器145使第一接收滤波器145的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第一接收滤波器145使来自第二天线204的第三接收信号通过。
第二接收滤波器146使第二接收滤波器146的通带的信号通过，并使通带以外的信号衰减。更详细地，第二接收滤波器146使来自第二天线204的第四接收信号通过。
开关151和152分别与第一放大电路121和第二放大电路122连接。开关151与第一放大电路121连接，切换第一放大电路121与第一天线203或第二天线204连接。开关152与第二放大电路122连接，切换第二放大电路122与第一天线203或第二天线204连接。
第三放大电路161～164放大来自接收滤波器143、144、145和146的信号。第三放大电路161与第一接收滤波器143连接，第三放大电路162与第二接收滤波器144连接，第三放大电路163与第一接收滤波器145连接，第三放大电路164与第二接收滤波器146连接。第三放大电路161放大从第一接收滤波器143接收的第一接收信号，并将放大的第一接收信号输出到位于高频前端电路102外部的电路(例如，RF信号处理电路)。第三放大电路162放大从第二接收滤波器144接收的第二接收信号，并将放大的第二接收信号输出到位于高频前端电路102外部的电路。第三放大电路163放大从第一接收滤波器145接收的第三接收信号，并将放大的第三接收信号输出到位于高频前端电路102外部的电路。第三放大电路164放大从第二接收滤波器146接收的第四接收信号，并将放大的第四接收信号输出到位于高频前端电路102外部的电路。第三放大电路161～164是低噪声放大器。
高频前端电路102也可以不包括开关151、152或第三放大电路161～164。
在上述的高频前端电路102中，对第二发送滤波器136以及第二接收滤波器146使用弹性波装置1(参照图1)。
作为第一发送信号、第一接收信号、第二发送信号、第二接收信号、第三发送信号、第三接收信号、第四发送信号、第四接收信号的频率，有以下的组合。例如，第一发送信号的频率为Band3的发送频带(1720MHz频段)，第一接收信号为Band3的接收频带(1855MHz频段)，第二发送信号的频率为Band1的发送频带(1950MHz频段)，第二接收信号为Band1的接收频带(2140MHz频段)。此外，第三发送信号的频率为Band66的发送频带(1780MHz频段)，第三接收信号为Band66的接收频带(2180MHz频段)，第四发送信号的频率为Band2的发送频带(1860MHz频段)，第四接收信号的频率为Band2的接收频带(2140MHz频段)。
在使用弹性波装置1的第二发送滤波器136中，被输入第二发送信号，并且作为干扰波被输入第一发送信号。这样，产生第二发送信号的2倍波的频率(3900MHz)和第一发送信号的基频(1760MHz)的差分频率(2140MHz)的互调失真(Intermodulation Distortion：IMD)。
由于上述差分频率与第二接收信号的频带重叠，因此上述差分频率的高次谐波有可能会泄漏到接收侧。
然而，通过对第二发送滤波器136以及第二接收滤波器144使用弹性波装置1，从而能够抑制高阶模，且还能够抑制互调失真。
(6)效果
像以上说明的那样，在实施方式1涉及的弹性波装置1中，在高声速支承基板5中设置有低声速膜4与基底区域51之间的表面区域52，高声速支承基板5的结晶性比表面区域52的结晶性好，第二层54的结晶性比第一层53的结晶性好。由此，能够使在比主模靠高频侧产生的高阶模降低。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中，表面区域52的结晶性在厚度方向(第一方向D1)上逐渐变化。由此，与表面区域52的结晶性在厚度方向上阶段性地变化的情况相比，能够使高阶模进一步降低。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中，表面区域52的厚度大于0且为0.15λ以下。由此，能够使高阶模进一步降低。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中，低声速膜4的材料为氧化硅。由此，能够改善弹性波装置1的温度特性。
(实施方式2)
如图8所示，实施方式2涉及的弹性波装置1a与实施方式1涉及的弹性波装置1(参照图1)的不同点在于，代替高声速支承基板5而具备高声速膜6以及支承基板7。另外，关于实施方式2涉及的弹性波装置1a，对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素，标注相同的附图标记并省略说明。
如图8所示，实施方式2涉及的弹性波装置1a具备压电体层2、IDT电极3、以及低声速膜4，并且还具备高声速膜6以及支承基板7。
支承基板7包括基底区域71和表面区域72，其与实施方式1的高声速支承基板5相同。表面区域72包括第一层73、第二层74、第三层75和第四层76，它们也与实施方式1的高声速支承基板5中的表面区域52相同。在支承基板7中，基底区域71的结晶性比表面区域72的结晶性好。第二层74的结晶性比第一层73的结晶性好。
高声速膜6直接或间接地设置在支承基板7上。高声速膜6发挥功能，使得主模的弹性波的能量不会泄漏到比高声速膜6靠下的构造。
在高声速膜6的厚度充分厚的情况下，主模的弹性波的能量分布在压电体层2以及低声速膜4的整体，还分布在高声速膜6的低声速膜4侧的一部分，在支承基板7没有分布。通过高声速膜6来限制弹性波的机理是与作为非泄漏的SH波的洛夫波型的表面波的情况同样的机理，例如，记载于文献“声表面波器件仿真技术入门”，桥本研也，REALIZE出版社，p.26-28。
高声速膜6的材料例如是从由类金刚石碳、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、镁橄榄石以及氧化镁、金刚石构成的组选择的至少一种材料。
支承基板7的材料例如为硅，支承基板7的厚度例如为125μm。另外，支承基板7的材料并不限定于硅，也可以是蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、或石英等的压电体、矾土、氧化镁、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石、镁橄榄石等的各种陶瓷、或玻璃等的电介质、或氮化镓等的半导体以及树脂基板等。
像以上说明的那样，在实施方式2涉及的弹性波装置1a中，在低声速膜4与支承基板7之间设置有高声速膜6。由此，能够抑制弹性波泄漏到支承基板7。
以上说明的实施方式只不过是本发明的各种各样的实施方式以及变形例的一部分。此外，只要能够达成本发明的目的，实施方式就能够根据设计等而进行各种变更。
(方式)
通过以上说明的实施方式以及变形例公开了以下的方式。
第一方式涉及的弹性波装置(1)具备压电体层(2)、IDT电极(3)、高声速支承基板(5)、以及低声速膜(4)。IDT电极(3)直接或间接地设置在压电体层(2)。高声速支承基板(5)在压电体层(2)的厚度方向上夹着压电体层(2)位于与IDT电极(3)相反侧。高声速支承基板(5)是传播的体波的声速与在压电体层(2)传播的体波的声速相比为高速的基板。低声速膜(4)在上述厚度方向上设置在高声速支承基板(5)与压电体层(2)之间。低声速膜(4)是传播的体波的声速与在压电体层(2)传播的体波的声速相比为低速的膜。高声速支承基板(5)具有基底区域(51)和表面区域(52)。表面区域(52)在上述厚度方向上设置在比基底区域(51)靠低声速膜(4)侧。表面区域(52)具有第一层(53)和第二层(54)。第二层(54)在上述厚度方向上设置在比第一层(53)靠基底区域(51)侧。高声速支承基板(5)的基底区域(51)的结晶性比表面区域(52)的结晶性好。第二层(54)的结晶性比第一层(53)的结晶性好。
根据第一方式涉及的弹性波装置(1)，能够使在比主模靠高频侧产生的高阶模降低。
第二方式涉及的弹性波装置(1a)具备压电体层(2)、IDT电极(3)、支承基板(7)、低声速膜(4)、以及高声速膜(6)。IDT电极(3)直接或间接地设置在压电体层(2)上。支承基板(7)在压电体层(2)的厚度方向(第一方向D1)上夹着压电体层(2)位于与IDT电极(3)相反侧。低声速膜(4)在上述厚度方向上设置在支承基板(7)与压电体层(2)之间。低声速膜(4)是传播的体波的声速与在压电体层(2)传播的体波的声速相比为低速的膜。高声速膜(6)设置在低声速膜(4)与支承基板(7)之间。高声速膜(6)是传播的体波的声速与在压电体层(2)传播的体波的声速相比为高速的膜。支承基板(7)具有基底区域(71)和表面区域(72)。表面区域(72)在上述厚度方向上设置在比基底区域(71)靠低声速膜(4)侧。表面区域(72)具有第一层(73)和第二层(74)。第二层(74)在上述厚度方向上设置在比第一层(73)靠基底区域(71)侧。支承基板(7)的基底区域(71)的结晶性比表面区域(72)的结晶性好。第二层(74)的结晶性比第一层(73)的结晶性好。
根据第二方式涉及的弹性波装置(1a)，能够使在比主模靠高频侧产生的高阶模降低。
在第三方式涉及的弹性波装置(1；1a)中，在第一或第二方式中，表面区域(52；72)的结晶性在厚度方向(第一方向D1)上逐渐变化。
根据第三方式涉及的弹性波装置(1；1a)，与表面区域(52；72)的结晶性在厚度方向(第一方向D1)上阶段性地变化的情况相比，能够使高阶模进一步降低。
在第四方式涉及的弹性波装置(1；1a)中，在第一～第三方式中的任一个中，IDT电极(3)具有多个电极指(多个第一电极指33、多个第二电极指34)。在将由IDT电极(3)的多个电极指的周期即电极指周期规定的弹性波的波长设为λ时，表面区域(52；72)的厚度大于0且为0.15λ以下。
在第四方式涉及的弹性波装置(1；1a)中，表面区域(52；72)的厚度大于0且为0.15λ以下。由此，能够使高阶模进一步降低。
在第五方式涉及的弹性波装置(1；1a)中，在第四方式中，表面区域(52；72)的厚度为0.145λ以下。
根据第五方式涉及的弹性波装置(1；1a)，能够使高阶模进一步降低。
在第六方式涉及的弹性波装置(1；1a)中，在第五方式中，表面区域(52；72)的厚度为0.02λ以上且0.11λ以下。
根据第六方式涉及的弹性波装置(1；1a)，能够使高阶模进一步降低。
在第七方式涉及的弹性波装置(1；1a)中，在第一～第六方式中的任一个中，低声速膜(4)的材料为氧化硅。
根据第七方式涉及的弹性波装置(1；1a)，能够改善弹性波装置(1；1a)的温度特性。
第八方式涉及的弹性波装置(1)在第一方式中具备第一滤波器(第一发送滤波器131；第一接收滤波器141)和第二滤波器(第二发送滤波器132；第二接收滤波器142)。第一滤波器与天线(第一天线201)电连接，并具有第一通带。第二滤波器与天线电连接，具有比第一通带低的第二通带。第二滤波器包含压电体层(2)、IDT电极(3)、高声速支承基板(5)、以及低声速膜(4)。
第九方式涉及的弹性波装置(1a)在第二方式中具备第一滤波器(第一发送滤波器135；第一接收滤波器145)和第二滤波器(第二发送滤波器136；第二接收滤波器146)。第一滤波器与天线(第二天线204)电连接，具有第一通带。第二滤波器与天线电连接，具有比第一通带低的第二通带。第二滤波器包含压电体层(2)、IDT电极(3)、支承基板(7)、低声速膜(4)、以及高声速膜(6)。
第十方式涉及的高频前端电路(101；102)具备第一放大电路(121)、第二放大电路(122)、发送滤波器、以及接收滤波器。第一放大电路(121)将第一频率的第一发送信号放大。第二放大电路(122)将第二频率的第二发送信号放大，该第二频率是与第一频率不同的频率。发送滤波器具有包含第一频率的第一通带，设置在第一放大电路(121)与天线之间，使第一发送信号通过。接收滤波器具有第二通带，使来自天线的接收信号通过。第二通带的频率包含满足n×Tx1±m×Tx2的多个频率中的至少一个。Tx1为第一频率，Tx2为第二频率，n、m均为自然数。发送滤波器包含第一～第七方式中的任一个弹性波装置(1；1a)。
在第十方式涉及的高频前端电路(101；102)中，设置有弹性波装置(1；1a)的低声速膜(4)与基底区域(51；71)之间的表面区域(52；72)，基底区域(51；71)的结晶性比表面区域(52；72)的结晶性好，第二层(54；74)的结晶性比第一层(53；73)的结晶性好。由此，能够使高阶模降低。
此外，根据第十方式涉及的高频前端电路(101；102)，能够使互调失真降低。

Claims (10)

1.一种弹性波装置，具备：
压电体层；
IDT电极，直接或间接地设置在所述压电体层上；
高声速支承基板，在所述压电体层的厚度方向上夹着所述压电体层位于与所述IDT电极相反侧，传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为高速；以及
低声速膜，在所述厚度方向上设置在所述高声速支承基板与所述压电体层之间，传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为低速，
所述高声速支承基板具有：
基底区域；以及
表面区域，在所述厚度方向上设置在比所述基底区域靠所述低声速膜侧，
所述表面区域具有：
第一层；以及
第二层，在所述厚度方向上设置在比所述第一层靠所述基底区域侧，
所述高声速支承基板的所述基底区域的结晶性比所述表面区域的结晶性好，
所述第二层的结晶性比所述第一层的结晶性好。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，具备：
第一滤波器，与天线电连接，具有第一通带；以及
第二滤波器，与所述天线电连接，具有比所述第一通带低的第二通带，
所述第二滤波器包含：
所述压电体层；
所述IDT电极；
所述高声速支承基板；以及
所述低声速膜。
3.一种弹性波装置，具备：
压电体层；
IDT电极，直接或间接地设置在所述压电体层上；
支承基板，在所述压电体层的厚度方向上夹着所述压电体层位于与所述IDT电极相反侧；
低声速膜，在所述厚度方向上设置在所述支承基板与所述压电体层之间，传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为低速；以及
高声速膜，设置在所述低声速膜与所述支承基板之间，传播的体波的声速与在所述压电体层传播的体波的声速相比为高速，
所述支承基板具有：
基底区域；以及
表面区域，在所述厚度方向上设置在比所述基底区域靠所述低声速膜侧，
所述表面区域具有：
第一层；以及
第二层，在所述厚度方向上设置在比所述第一层靠所述基底区域侧，
所述支承基板的所述基底区域的结晶性比所述表面区域的结晶性好，
所述第二层的结晶性比所述第一层的结晶性好。
4.根据权利要求1或3所述的弹性波装置，其中，
所述表面区域的结晶性在所述厚度方向上逐渐变化。
5.根据权利要求1、3～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有多个电极指，
在将由所述IDT电极的所述多个电极指的周期即电极指周期规定的弹性波的波长设为λ时，所述表面区域的厚度大于0且为0.15λ以下。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
所述表面区域的所述厚度为0.145λ以下。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述表面区域的所述厚度为0.02λ以上且0.11λ以下。
8.根据权利要求1、3～7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述低声速膜的材料为氧化硅。
9.根据权利要求3所述的弹性波装置，其中，具备：
第一滤波器，与天线电连接，具有第一通带；以及
第二滤波器，与所述天线电连接，具有比所述第一通带低的第二通带，
所述第二滤波器包含：
所述压电体层；
所述IDT电极；
所述支承基板；
所述低声速膜；以及
所述高声速膜。
10.一种高频前端电路，具备：
第一放大电路，将第一频率的第一发送信号放大；
第二放大电路，将第二频率的第二发送信号放大，所述第二频率是与所述第一频率不同的频率；
发送滤波器，具有包含所述第一频率的第一通带，设置在所述第一放大电路与天线之间，使所述第一发送信号通过；以及
接收滤波器，具有第二通带，使来自所述天线的接收信号通过，
所述第二通带的频率包含满足n×Tx1±m×Tx2的多个频率中的至少一个，其中，Tx1为所述第一频率，Tx2为所述第二频率，n、m均为自然数，
所述发送滤波器包含权利要求1、3～8中的任一项所述的弹性波装置。
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