CN116601872A - 弹性波装置以及梯型滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够谋求更加小型化的弹性波装置。弹性波装置(1)具备：压电体层(6)，包含钽酸锂或铌酸锂；电介质膜(7)，设置在所述压电体层(6)上，包含介电常数比钽酸锂以及铌酸锂高的电介质材料；以及IDT电极(8)，设置在电介质膜(7)上。
Description
技术领域
本发明涉及在压电体层与IDT电极之间设置有电介质膜的弹性波装置以及具有该弹性波装置的梯型滤波器。
背景技术
在下述的专利文献1记载的弹性波装置中，在支承基板上层叠有氧化硅膜以及LiTaO3膜。在LiTaO3膜上进一步层叠有氧化硅膜，在氧化硅膜上设置有IDT电极。通过将氧化硅膜层叠在压电体层与IDT电极之间，从而谋求了温度特性的改善。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6766896号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1记载的弹性波装置中，虽然氧化硅膜层叠在IDT电极与LiTaO3膜之间，但是在这样的结构下，存在难以小型化这样的问题。
本发明的目的在于，提供一种能够实现更加小型化的弹性波装置。
用于解决问题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置具备：压电体层，包含钽酸锂或铌酸锂；电介质膜，设置在所述压电体层上，包含介电常数比所述钽酸锂以及铌酸锂高的电介质材料；以及IDT电极，设置在所述电介质膜上。
本发明涉及的梯型滤波器是如下的梯型滤波器，即，具有串联臂谐振器和并联臂谐振器，所述串联臂谐振器以及所述并联臂谐振器包含按照本发明构成的弹性波装置，所述串联臂谐振器中的所述电介质膜的膜厚比所述并联臂谐振器中的所述电介质膜的膜厚厚。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够实现更加小型化的弹性波装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的第1实施方式的弹性波装置的主要部分的主视剖视图。
图2是示出本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
图3是示出实施例1以及比较例1的弹性波装置的谐振特性的图。
图4是用于说明本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的主视剖视图。
图5是示出实施例2以及比较例2的弹性波装置的谐振特性的图。
图6是作为本发明的第3实施方式的梯型滤波器的电路图。
图7的(a)是示出实施例3以及实施例4的弹性波装置的谐振特性的图，图7的(b)是示出实施例3以及实施例4的弹性波装置的Q特性的图。
图8是示出TiO2膜的膜厚和电容的关系的图。
图9是示出TiO2膜的膜厚和作为谐振器的相对带宽的关系的图。
图10是示出实施例5以及实施例6的弹性波装置的谐振特性的图。
图11是示出本发明的第4实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的主视剖视图。
图12是用于说明第1实施方式的弹性波装置的第1变形例的主视剖视图。
图13是用于说明第1实施方式的弹性波装置的第2变形例的主视剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，由此明确本发明。
另外，预先指出的是，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的主视剖视图，图2是示出本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的电极构造的示意性俯视图。
在弹性波装置1中，在支承基板2与压电体层6之间层叠有中间层5。在本实施方式中，支承基板2包含硅。不过，支承基板2能够包含硅、碳化硅等半导体、氮化硅、氧化铝等适当的电介质、氮化铝、石英等压电体。
中间层5包含作为高声速构件层的高声速膜3和低声速膜4的层叠体。高声速膜3包含传播的体波(bulk wave)的声速比在压电体层6传播的弹性波的声速高的高声速材料。作为这样的高声速材料，能够使用氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、DLC(类金刚石碳)膜或金刚石、以上述材料为主成分的介质、以上述材料的混合物为主成分的介质等各种各样的材料。
在本实施方式中，高声速膜3包含氮化硅膜。
低声速膜4包含传播的体波的声速比在压电体层6传播的体波的声速低的低声速材料。在本实施方式中，低声速膜4包含氧化硅。
作为上述低声速材料，能够使用氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽，此外，还能够使用氧化硅中添加了氟、碳、硼、氢、或者硅烷醇基的化合物、以上述材料为主成分的介质等各种各样的材料。
另外，在支承基板2包含高声速材料的情况下，也可以像图12所示的第1变形例的弹性波装置51那样除去高声速膜。
压电体层6包含钽酸锂或铌酸锂。在本实施方式中，压电体层6包含30°旋转Y切割X传播的LiTaO3。压电体层6的晶体方位并不限定于此。
在压电体层6上设置有电介质膜7。电介质膜7包含介电常数比包含钽酸锂、铌酸锂的压电体层6高的电介质材料。作为这样的电介质材料，没有特别限定，但是优选使用从包含TiO2、SrTiO3、SrBi2Ta2O9、CaTiO3以及BaTiO3的组之中选择的一种电介质材料。在该情况下，能够谋求弹性波装置的更进一步的小型化。在本实施方式中，电介质膜7包含TiO2。
在电介质膜7上设置有IDT电极8。在图1中，仅图示了设置有IDT电极8的一部分的部分，但是如图2所示，弹性波装置1的电极构造具有IDT电极8和设置在IDT电极8的弹性波传播方向两侧的反射器9、10。由此，构成了单端口型的弹性波谐振器。
优选地，在将由IDT电极8的电极指间距决定的波长设为λ时，电介质膜7的厚度为0.05λ以下。在该情况下，能够兼顾设置电容所带来的小型化和相对带宽的平衡的调整。
在弹性波装置1中，电介质膜7包含介电常数比构成压电体层6的钽酸锂以及铌酸锂高的电介质材料。因此，能够增大电容，能够在弹性波装置1中谋求小型化。列举以下的实施例1以及比较例1，对此更具体地说明。
(实施例1的结构)
对于支承基板2而使用了Si。作为高声速膜3，使用了膜厚为300nm的SiN膜。作为低声速膜4，使用了膜厚为300nm的SiO2膜。作为压电体层6，使用了30°旋转Y切割X传播的LiTaO3，厚度设为350nm。
将电介质膜7的材料设为TiO2，膜厚设为30nm。
IDT电极8设为Ti膜/AlCu膜/Ti膜的层叠体，膜厚设为Ti膜/AlCu膜/Ti膜＝12nm/100nm/4nm。另外，12nm的Ti膜是位于电介质膜7侧的Ti膜。
由IDT电极8的电极指间距决定的波长设为2μm，占空比设为0.5。
为了进行比较，除了代替TiO2膜而设置了厚度为10nm的SiO2膜以外，与实施例1同样地制作了比较例1的弹性波装置。
图3是示出上述实施例1以及比较例1的弹性波装置的谐振特性的图。在比较例1中，SiO2膜的介电常数为4左右。相对于此，在实施例1中，TiO2膜的介电常数为大约90，因此能够谋求大幅的小型化。
图4是用于说明本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的主视剖视图。在弹性波装置21中，压电体层22是包含铌酸锂的压电基板。像这样，在本发明中，压电体层也可以是包含铌酸锂或钽酸锂的压电基板。
在压电体层22上层叠有电介质膜23。电介质膜23包含介电常数比构成压电体层22的铌酸锂或钽酸锂高的电介质材料。作为这样的电介质材料，可列举在前述的电介质膜7的说明中叙述的电介质材料。在本实施方式中，电介质膜23包含TiO2膜。
在电介质膜23上设置有IDT电极8。即使在第2实施方式中，也在IDT电极8的弹性波传播方向两侧设置有反射器。由此，构成了单端口型的弹性波谐振器。
作为第2电介质膜24而层叠有氧化硅膜，使得覆盖IDT电极8。氧化硅的频率温度系数为正。由此，能够使弹性波装置21中的频率温度系数的绝对值接近于0，能够改善频率温度特性。在该第2电介质膜24上，作为保护膜而层叠有氮化硅膜25。另外，在本实施方式中，电介质膜23为第1电介质膜。
即使在弹性波装置21中，也在压电体层22与IDT电极8之间设置有上述电介质膜23，因此能够谋求小型化。列举以下的实施例2以及比较例2对此进行说明。
(实施例2的结构)
作为压电体层22，使用了0°Y切割的X传播的LiNbO3基板。作为电介质膜23，使用了厚度为60nm的TiO2膜。
IDT电极8设为NiCr/Pt/Ti/A1Cu/Ti的层叠膜。膜厚依次设为10nm/50nm/10nm/200nm/10nm。另外，NiCr膜位于电介质膜23侧。
作为第2电介质膜24，使用了厚度为870nm的SiO2膜。
作为保护膜的氮化硅膜25的膜厚设为30nm。
由IDT电极8的电极指间距决定的波长λ设为2μm，占空比设为0.5。
为了进行比较，除了代替作为电介质膜23的TiO2膜而使用了厚度为10nm的氧化硅膜以外，与实施例2同样地制作了比较例2的弹性波装置。
图5是示出实施例2以及比较例2的弹性波装置的谐振特性的图。
如从图5可明确的那样，与比较例2相比，根据实施例2，相对带宽变窄。这是因为，电介质膜23的介电常数大至90左右，电容变大。因此，能够谋求小型化。
图6是作为本发明的第3实施方式的梯型滤波器的电路图。梯型滤波器31具有多个串联臂谐振器S1～S3和多个并联臂谐振器P1、P2。串联臂谐振器S1～S3以及并联臂谐振器P1、P2由本发明的弹性波装置构成。不过，串联臂谐振器S1～S3中的电介质膜的膜厚被设得比并联臂谐振器P1、P2中的电介质膜的膜厚厚。由此，能够提供具有良好的滤波器特性且能够谋求小型化的梯型滤波器31。通过实施例3以及实施例4的弹性波装置的谐振特性对此进行说明。
(实施例3以及实施例4的结构)
关于实施例3的弹性波装置，除了将TiO2膜的膜厚设为40nm以外，设为与实施例1的弹性波装置相同。将该实施例3的弹性波装置用于串联臂谐振器S1～S3。
此外，除了将TiO2膜的膜厚从40nm变更为20nm以外，与实施例3同样地构成了实施例4的弹性波装置。将该实施例4的弹性波装置用作并联臂谐振器P1、P2。
图7的(a)示出实施例3以及实施例4的弹性波装置的谐振特性，图7的(b)示出Q特性。
如从图7的(a)以及图7的(b)可明确的那样，与实施例4相比，在实施例3中，在反谐振频率附近，谐振特性稍微劣化。但是，在串联臂谐振器S1～S3中，与反谐振频率附近相比，谐振频率附近的特性更重要。因此，即使将实施例3的弹性波装置用于串联臂谐振器S1～S3，也不易产生滤波器特性的劣化。此外，在串联臂谐振器S1～S3的相对带宽窄的情况下，在梯型滤波器31中能够提高通带高频侧的滤波器特性的陡峭性，是优选的。因此，在梯型滤波器31中，如上述那样，由按照本发明的弹性波装置构成了串联臂谐振器S1～S3以及并联臂谐振器P1、P2，因此不仅能够谋求小型化，还能够实现良好的滤波器特性。
如从实施例3以及实施例4可明确的那样，可知，若TiO2膜的膜厚变化，则谐振特性变化，特别是，相对带宽变小。
在此，在与上述实施例3的弹性波装置同样的结构下，使TiO2膜的膜厚变化。
图8是示出TiO2膜的膜厚和电容的关系的图，图9是示出TiO2膜的膜厚和作为谐振器的相对带宽的关系的图。
如从图8可明确的那样，可知，若TiO2膜的膜厚变厚，则电容变高。因此，如图9所示，若TiO2膜的膜厚变厚，则相对带宽不断变小。在将本发明的弹性波装置用作带通型滤波器用的弹性波谐振器的情况下，优选相对带宽为2％以上。因此，优选的是，根据图9，TiO2膜的膜厚为100nm以下，即，波长标准化膜厚为0.05λ以下。
此外，在与上述实施例3同样的弹性波装置中，使Y切割X传播的LiTaO3的切割角F在0°以上且90°以下的范围内以5°的步长进行变化，且将厚度设为400nm。进而，使电介质膜的膜厚在10nm以上且200nm以下的范围内每10nm地变化。此外，使电介质膜的介电常数在5以上且1200以下的范围内每50地变化。对于像这样构成的多种弹性波装置，测定了相对带宽。其结果是，发现只要将电介质膜的厚度t[λ]、介电常数ε以及Y切割X传播的LiTaO3的切割角F[度]设定为满足下述的式(1)，就能够使相对带宽为2％以上。
[数学式1]
2％≤0.99088187121749+(-0.00101988808513476)×(ε-600.463000404367)+(-22.4050537909368)×(t[λ]-0.0499332794177113)+(-0.0115965045308728)×(F[度]-44.9898908208654)+0.0000007919482685655×((ε-600.463000404367)×(ε-600.463000404367)-130192.254292171)+0.0139683156473993×((ε-600.463000404367)×(t[λ]-0.0499332794177113))+387.718922759073×((t[λ]-0.0499332794177113)×(t[λ]-0.0499332794177113)-0.000824348560899287)+0.0000123217252983298×((ε-600.463000404367)×(F[度]-44.9898908208654))+0.264999245824291×((t[λ]-0.0499332794177113)×(F[度]-44.9898908208654))+(-0.000219172606976882)×((F[度]-44.9898908208654)×(F[度]-44.9898908208654)-827.102607064512)
…式(1)
图10是示出以下的设计参数的实施例5以及实施例6的弹性波装置的谐振特性的图。
(实施例5以及实施例6的结构)
在实施例5中，将Y切割X传播LiTaO3的切割角设为0°，将厚度设为300nm。将TiO2膜的膜厚设为10nm。实施例5的弹性波装置的其它结构设为与实施例1相同。
相对于此，在实施例6中，除了将Y切割X传播LiTaO3的切割角设为25°并将TiO2膜的膜厚设为20nm以外，设为与实施例5相同。
如图10所示，在实施例5中，在1660MHz附近，出现了由瑞利波造成的响应。相对于此，在实施例6中，未产生认为是由瑞利波造成的响应。即，可知通过选择TiO2膜的膜厚、以及选择压电体层中的晶体方位，从而能够抑制成为杂散的瑞利波的响应。
因此，使Y切割X传播LiTaO3的切割角F在10°以上且60°以下的范围内以5°的步长变化，并将其厚度设为350nm。此外，使TiO2膜的膜厚在10nm以上且100nm以下的范围内每10nm地变化。其它的设计参数设为与实施例6相同。
如上述那样地构成了多种弹性波装置，并求出了瑞利波的相位成为-80度以下的范围。其结果是，确认了欲使瑞利波的相位为-80度以下，只要满足以下的式(2)即可。另外，TiO2膜的膜厚t[λ]是用由IDT电极的电极指间距决定的波长λ进行了标准化的膜厚，F[度]是Y切割X传播的LiTaO3的切割角。
[数学式2]
-80[度]≥(-44.9733034909963)+2.06261547493274×(F[度]-35.062015503876)+635.549954735572×(t[λ]-0.0275193798449612)+0.0952699670513029×((F[度]-35.062015503876)×(F[度]-35.062015503876)-226.174448650922)+52.2497839562047×((F[度]-35.062015503876)×(t[λ]-0.0275193798449612))+(-7899.86645624221)×((t[λ]-0.0275193798449612)×(t[λ]-0.0275193798449612)-0.000207606213568896)
…式(2)
因而，只要选择满足上述式(2)的切割角F以及TiO2膜的膜厚t，就能够有效地抑制瑞利波的响应。
图11是用于说明本发明的第4实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的主视剖视图。在弹性波装置41中，电介质膜7A包含CaTiO3。关于其它结构，弹性波装置41与弹性波装置1相同。CaTiO3的介电常数为140。因此，即使在弹性波装置41中，电容也变大，能够谋求小型化。
作为上述弹性波装置41的实施例，构成了以下的实施例7的弹性波装置。
(实施例7的结构)
即使在实施例7中，也与实施例6同样地，使Y切割X传播LiTaO3的切割角F在0°以上且90°以下的范围内以5°的步长进行变化。此外，对于厚度，也使其在300nm以上且400nm以下的范围内每50nm地变化。进而，使CaTiO3膜的膜厚在10nm以上且100nm以下的范围内每10nm地变化。其它结构设为与实施例6相同地构成了弹性波装置，并测定了谐振特性以及相位特性。确认了欲使瑞利波的相位为一80度以下，只要满足以下的式(3)即可。另外，t[λ]是CaTiO3膜的用λ进行了标准化的膜厚，F[度]是Y切割X传播LiTaO3的切割角，t_LT[λ]是LiTaO3的用波长λ进行了标准化的厚度。
[数学式3]
-80[度]≥(-28.1519168710076)+16.3927771813082×(t[λ]-0.0274514038876891)+1.451571123731×(F[度]-44.9730021598272)+190.76171323928×(t_LT[λ]-0.199892008639309)+(-1630.52997244197)×((t[λ]-0.0274514038876891)×(t[λ]-0.0274514038876891)-0.000206787595221326)+11.7270198827755×((t[λ]-0.0274514038876891)×(F[度]-44.9730021598272))+0.0325641412336404×((F(度)-44.9730021598272)×(F[度]-44.9730021598272)-749.486312153343)+(-2780.19968889668)×((t[λ]-0.0274514038876891)×(t_LT[λ]-0.199892008639309))+1.50835034999896×((F[度]-44.9730021598272)×(t_LT[λ]-0.199892008639309))+(-983.831618195462)×((t_LT[λ]-0.199892008639309)×(t.LT[λ]-0.199892008639309)-000124998833786601)
…式(3)
如上述那样，即使在作为电介质膜7A而使用了CaTiO3膜的情况下，也能够通过选择LiTaO3等压电体层中的切割角和电介质膜的膜厚使得满足上述式(3)，从而有效地抑制由瑞利波造成的响应。
(实施例8的结构)
在实施例8中，使用了与实施例1同样的层叠构造。将各层叠部分的膜厚设为以下的值。作为高声速膜3，使用了厚度为300nm的SiN膜。作为低声速膜4，使用了厚度为300nm的SiO2膜。作为压电体层6，使用了厚度为400nm的LiTaO3。不过，使该压电体层6中的晶体方位从20°旋转Y切割X传播到40°旋转Y切割X传播每5°地变化。
IDT电极8设为Ti/1％AlCu/Ti的层叠体，它们的膜厚依次设为12nm/100nm/4nm。另外，12nm是位于电介质膜7侧的Ti膜。1％AlCu是包含1重量％的Cu的AlCu合金。
将由IDT电极8的电极指间距决定的波长λ设为2μm，将占空比设为0.5。
关于电介质膜7，使材料不同，并使其杨氏模量在50GPa以上且300GPa以下的范围内每50GPa地变化。
此外，对于电介质膜7的密度，也使材料变化，并使其在2kg/m3以上且8kg/m3以下的范围内每2kg/m3地变化。
此外，使电介质膜7的介电常数在30以上且380以下的范围内每30地变化。
对于上述电介质膜7的厚度，也使其在0.005λ以上且0.025λ的范围内每0.005λ地变化。
对于像这样构成的多种弹性波装置，测定谐振特性，并求出了相对带宽。其结果是，发现只要将电介质膜的厚度t[λ]、介电常数ε、电介质膜的杨氏模量Y[GPa]、电介质膜的密度d[kg/m3]、Y切割X传播的LiTaO3的切割角F[度]设定为满足下述的式(4)，相对带宽就成为2％以上。另外，优选的是，相对带宽为5％以下。
[数学式4]
2％≤3.55997014174841+(-0.00487639130068411)×(ε-214.938048528653)+(-96.1860635815859)×(t[λ]-0.0150029039752191)+(-0.000905681048192359)×(Y[GPa]-175.058079504388)+0.00824228277987659×(d[kg/m3])-4.99793495095509)+(-0.0145933761699339×(F[度]-29.9948373773877)+0.0000050964535495431×((ε-214.938048528653)×(ε-21492g048528653)-10712.2961103896)+(-0.107863323498494)×((ε-214.938048528653)×(t[λ]-0.0150029039752191))+2239.21557361176×((t[λ]-0.0150029039752191)×(t[λ]-0.0150029039752191)-0.0000416357362752375)+0.0000013354691325545×((ε-214.938048528653)×(Y[GPa]-175.058079504388))+(-0.0304100554188182)×((t[λ]-0.0150029039752191)×(Y[GPa]-175.058079504388))+(-0.0000010413074656026)×((Y[GPa]-175.058079504388)×(Y[GPa]-175.058079504388)-7293.81438619308)+(-0.0000132983072396513)×((ε-214.938048528653)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+0.0863723207629641×((t[λ]-0.0150029039752191)×(d[kg/m3])-4.99793495095509))+0.0000167841751038366×((Y[GPa]-175.058079504388)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+(-0.000414005073987127)×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(d[kg/m3]-4.99793495095509)-4.99999573557258)+0.0000174917316317782×((ε-214.938048528653)×(F[度]-29.9948373773877))+0.36085793354616×((t[λ]-0.0150029039752191)×(F[度]-29.9948373773877))+0.0000242921538496177×((Y[GPa]-175.058079504388)×(F[度]-29.9948373773877))+(-0.00064755173208376)×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(F[度]-29.9948373773877))+(-0.00127840848717812)×((F[度]-29.9948373773877)×(F[度]-29.9948373773877)-66.6494312719515)
…式(4)
此外，发现在上述多种弹性波装置的谐振特性中，欲使瑞利波的相位为-70度以下，只要满足以下的式(5)即可。
[数学式5]
-70[度]≥(-81.4539695268014)+(-0.00966553006239941)×(ε-214.938048528653)+(-28.7384097206604)×(t[λ]-0.0150029039752191)+0.0140448172641962×(Y[GPa]-175.058079504388)+(-0.031843017281659)×(d[kg/m3]-4.99793495095509)+(-0.0200499558107732)×(F[度]-29.9948373773877)+0.0000039945249932592×((ε-214.938048528653)×(ε-214.938048528653)-10712.2961103896)+(-0.435908407015534)×((ε-214.938048528653)×(t[λ]-0.0150029039752191))+9514.16544149263×((t[λ]-0.0150029039752191)×(t[λ]-0.0150029039752191)-0.0000416357362752375)+(-0.0000203960328176233)×((ε-214.938048528653)×(Y[GPa]]-175.058079504388))+1.91626302402691×((t[λ]-0.0150029039752191)×(Y[GPa]-175.058079504388))+0.0000832592661745741×((Y[GPa]-175.058079504388)×(Y[GPa]-175.058079504388)-7293.81438619308)+0.0000557668464408111×((ε-214.938048528653)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+7.12941407416046×((t[λ]-0.0150029039752191)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+0.000808241126650524×((Y[GPa]-175.058079504388)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+0.00530823399771564×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(d[kg/m3]-4.99793495095509)-4.99999573557258)+(-0.0000809595127343291)×((ε-214.938048528653)×(F[度]-29.9948373773877))+72.1546109741105×((t[λ]-0.0150029039752191)×(F[度]-29.9948373773877))+0.00525228623315905×((Y[GPa]-175.058079504388)×(F[度]-29.9948373773877))+0.0267634642575147×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(F[度]-29.9948373773877))+0.110545056950365×((F[度]-28.9948373773877)×(F[度]-29.9948373773877)-66.6494312719515)
…式(5)
另外，在弹性波装置1中，在支承基板2与压电体层6之间层叠了中间层5。关于该中间层5，也可以是包含低声阻抗层和高声阻抗层的层叠体的声反射膜。更具体地，低声阻抗层是声阻抗相对低的层。另一方面，高声阻抗层是声阻抗相对高的层。例如，在图13所示的第2变形例的弹性波装置61中，中间层5包含低声阻抗层62b、62d、62f和高声阻抗层62a、62c、62e的层叠体。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：支承基板；
3：高声速膜；
4：低声速膜；
5：中间层；
6：压电体层；
7、7A：电介质膜；
8：IDT电极；
9、10：反射器；
21：弹性波装置；
22：压电体层；
23：电介质膜；
24：第2电介质膜；
25：氮化硅膜；
31：梯型滤波器；
41、51、61：弹性波装置；
62a、62c、62e：高声阻抗层；
62b、62d、62f：低声阻抗层；
P1、P2：并联臂谐振器；
S1～S3：串联臂谐振器。
Claims (17)
1.一种弹性波装置，具备：
压电体层，包含钽酸锂或铌酸锂；
电介质膜，设置在所述压电体层上，包含介电常数比所述钽酸锂以及铌酸锂高的电介质材料；以及
IDT电极，设置在所述电介质膜上。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述电介质膜包含从包含TiO2、SrTiO3、SrBi2Ta2O9、CaTiO3以及BaTiO3的组之中选择的一种电介质材料。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
在将由所述IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ时，所述电介质膜的厚度为0.05λ以下。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在将构成所述电介质膜的电介质的介电常数设为ε，将由所述IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ之际，将用λ进行了标准化的所述电介质膜的厚度设为t[λ]，所述压电体层包含LiTaO3，将该LiTaO3的切割角设为F[度]，此时，满足下述的式(1)，
[数学式1]
2％≤0.99088187121749+(-0.00101988808513476)×(ε-600463000404367)+(-22.4050537909368)×(t[λ]-0.0499332794177113)+(0.0115965045308728)×(F[度]-44.9898908208654)+0.0000007919482685655×((ε-600.463000404367)×(ε-600.463000404367)-130192.254292171)+0.0139683156473993×((ε-600.463000404367)×(t[λ]-0.0499332794177113))+387.718922759073×((t[λ]-0.0499332794177113)×(t[λ]-0.0499332794177113)-0.000824348560899287)+0.0000123217252983298×((ε-600.463000404367)×(F[度]-449898908208654))+0.264999245824291×((t[λ]-0.0499332794177113)×(F[度]-449898908208654))+(-0.000219172606976882)×((F[度]-44.9898908208654)×(F[度]-44.9898908208654)-827.102607064512)
…式(1)。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述电介质膜包含TiO2，将由所述IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ之际，将用λ进行了标准化的所述电介质膜的厚度设为t[λ]，所述压电体层包含LiTaO3，将该LiTaO3的切割角设为F[度]，此时，满足下述的式(2)，
[数学式2]
-80[度]≥(-44.9733034909963)+2.06261547493274×(F[度]-35.062015503876)+635.549954735572×(t[λ]-0.0275193798449612)+0.0952699670513029×((F[度]]-35.062015503876)×(F[度]-35.6620]5503876)-226.174448650922)+52.2497839562047×((F[度]-35.062015503876)×(t[λ]-0.0275193798449612))+(-7899.86645624221)×((t[λ]-0.0275193798449612)×(t[λ]-0.0275193798449812)-0.00020760621s568896)
…式(2)。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述电介质膜包含CaTiO3，将由所述IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ之际，将用λ进行了标准化的所述电介质膜的厚度设为t[λ]，所述压电体层包含LiTaO3，将该LiTaO3的切割角设为F[度]，将LiTaO3的用波长λ进行了标准化的厚度设为t_LT[λ]，此时，满足下述的式(3)，
[数学式3]
-8O[度]≥(-28.1519168710076)+16.3927771813082×(t[λ]-0+0274514038876891)+1.451571123731×(F[度】-44.9730021598272)+190.76171323928×(t.LT[λ]-0.199892008639309)+(-1630.52997244197)×((t[λ]-0.0274514038876891)×(t[λ]-0.0274514038876891)-0.009206787595221326)+11.7270198827755×((t[λ]-0.0274514038876891)×(F[度]-449730021598272))+0.0325641412338404×((F(度)-44.9730021598272)×(F[度]-44.9730021598272)-749.486312153343)+(-2760.19968889888)×((t[λ]-0.0274514038876891)×(t_LT[λ]-0.199892008639309))+1.50835034999896×((F[度]-44.9730021598272)×(t_LT[λ]-0.199892008639309))+(-983.831618195462)×((t_LT[A]-0.199892008639309)×(t_LT[λ]-0.199892008639309)-0.00124998833788601)
…式(3)。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在将构成所述电介质膜的电介质的介电常数设为ε，将由所述IDT电极的电极指间距决定的波长设为λ之际，将用λ进行了标准化的所述电介质膜的厚度设为t[λ]，将所述电介质膜的杨氏模量设为Y[GPa]，将所述电介质膜的密度设为d[kg/m3]，所述压电体层包含LiTaO3，将该LiTaO3的切割角设为F[度]，此时，满足下述的式(4)，
[数学式4]
2％≤3.55997014174841+(-0.00487639130068411)×(ε-214.938048528653)+(-96.1860635815859)×(t[λ】-0.0150029039752191)+(-0.000905681048192359)×(Y[GPa]-175.058079504388)+0.00824228277987859×(d[kg/m3])-4.99793495095509)+(-0.0145933761699339×(F[度】-29.9948373773877)+0.0000050964535495431×((ε-214.938048528653)×(ε-214.938048528653)-10712.2961103896)+(-0.107863323498494)×((ε-214.938048528653)×(t[λ]-0.0150029039752191))+2239.21557361176×((t[λ]-0.0150029039752191)×(t[λ]-0.0150029039752191)-0.0000416357362752375)+0.0000013354691325545×((ε-214.938048528653)×(Y[GPaJ-175.058079504388))+(-0.0304100554188182)×((t[λ]-0.0150029039752191)×(Y[GPa]-175.058079504388))+(-0.0000010413074656026)×((Y[GPa]-175.058079504388)×(Y[GPa]-175.058079504388)-7293.81438619308)+(-0.0000132983072396513)×((ε-214.938048528653)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+0.0863723207629841×((t[λ]-0.0150029039752191)×(d[kg/m3])-4.99793495095509))+0.0000167841751038366×((Y[GPa]-175.058079504388)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+(-0.000414005073987127)×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(d[kg/m3]-4.99793495095509)-4.99999573557258)+0.0000174917316317782×((ε-214.938048528653)×(F[度]-29.9948373773877))+0.36085793354616×((t[λ]-0.0150029039752191)×(F[度]-29.9948373773877))+0.0000242921538496177×((Y[GPa】-175058079504388)×(F[度]-29.9948373773877))+(-0.00064755173208376)×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(F[度]-29.9948373773877))+(-0.00127840848717812)×((F[度]-29.9948373773877)×(F[度]-29.9948373773877)-66.6494312719515)
…式(4)。
8.根据权利要求7所述的弹性波装置，其中，
满足下述的式(5)，
[数学式5]
-70[度]≥(-81.4539695268014)+(-0.00966553006239941)×(ε-214.938048528653)+(-28.7384097206604)×(t[λ]-0.0150029039752191)+0.0140446172641962×(Y[GPa]-175.058079504388)+(-0.031843017281659)×(d[kg/m3】-4.99793495095509)+(-0.0200499558107732)×(F[度]-29.9948373773877)+0.0000039945249932592×((ε-214.938048528653)×(ε-214.938048528653)-10712.2961103896)+(-0.435908407015534)×((ε-214.938048528653)×(t[λ]-0.0150029039752191})+9514.16544149263×((t[λ]-00150029039752191)×(t[λ]-0.0150029039752191)-0.0000416357362752375)+(-0.0000203960328176233)×((ε-214.938048528653)×(Y[GPa]-175058079504388))+1.91626302402691×((t[λ]-0.0150029039752191)×(Y[GPa]-175.058079504388))+0.0000832582661745741×((Y[GPa]-175.058079504388)×(Y[GPa]-175.058079504388)-7293.81438619308)+0.0000557668464408111×((ε-214.938048528653)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+7.12941407416046×((t[λ]-0.0150029039752191)×(d[kg/m3]-4.99793495095509))+0.000808241126650524×((Y[GPa]-175.058079504388)×(d[kg/m3]-499793495095509))+0.00530823399771564×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(d[kg/m3]-4.99793495095509)-4.99999573557258)+(-0.0000809595127343291)×((ε-214.938048528653)×(F[度]-29.9948373773877))+72.1546109741105×((t[λ]-0.0150029039752191)×(F[度]-29.9948373773877))+0.00525228623315905×((Y[GPa]-175.058079504388)×(F[度]-29.9948373773877))+0.0267634642575147×((d[kg/m3]-4.99793495095509)×(F[度]-29.9948373773877))+0.110545056950365×((F[度]-29.9948373773877)×(F[度]-29.9948373773877)-66.6494312719515)
…式(5)。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备支承基板，
还具备：中间层，层叠在所述支承基板与所述压电体层之间。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，
所述中间层具有：低声速膜，包含传播的体波的声速比在所述压电体层传播的体波的声速低的低声速材料。
11.根据权利要求9或10所述的弹性波装置，其中，
所述支承基板包含传播的体波的声速与在所述压电体层传播的弹性波的声速相比为高速的高声速材料。
12.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
所述中间层还具有：高声速构件层，包含传播的体波的声速比在所述压电体层传播的弹性波的声速高的高声速材料，
所述高声速构件层层叠在所述低声速膜与所述支承基板之间。
13.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，
所述中间层是具有声阻抗相对低的低声阻抗层和声阻抗相对高的高声阻抗层的声反射膜。
14.根据权利要求1～8中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层是包含所述钽酸锂或所述铌酸锂的压电基板。
15.根据权利要求1～14中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述电介质膜是第1电介质膜，
所述弹性波装置还具备：第2电介质膜，设置为覆盖所述IDT电极，
所述第2电介质膜包含频率温度系数为正的电介质。
16.根据权利要求15所述的弹性波装置，其中，
所述第2电介质膜包含氧化硅。
17.一种梯型滤波器，具有串联臂谐振器和并联臂谐振器，其中，
所述串联臂谐振器以及所述并联臂谐振器包含权利要求1～16中的任一项所述的弹性波装置，
所述串联臂谐振器中的所述电介质膜的膜厚比所述并联臂谐振器中的所述电介质膜的膜厚厚。
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