JP2011182096A - 弾性波デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弾性波デバイス1は、基板2と、基板2上に形成された誘電体膜4と、基板2と誘電体膜4との間に設けられるIDT電極3a、3bとを備える。基板2および誘電体膜4の少なくとも一方が圧電体であり、IDT電極3a、3bは、弾性波の伝播方向に垂直な方向に延びて形成される電極指3a−2、3b−2を含み、電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するIDT電極までの間のギャップ部において、誘電体膜4の膜厚が変化している。
【選択図】図1A
Description
[弾性波デバイスの構成例]
図1Aは第1の実施形態に係る弾性波デバイスの断面図(上段)およびIDT電極の一部の平面図(下段)である。図1Aにおける上段の断面図は、下段の平面図におけるA−A線の断面を示す。図1Aは、図1Bに示す弾性波デバイスのIDT電極の平面図である。図1Cは、図1Aに示す弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。
図2は、誘電体膜に傾斜を設けない構造の弾性波デバイスの一例を示す図である。図2に示す弾性波デバイスにおいて、基板101およびIDT電極103a、103bの構造は図1A〜図1Cと同様である。誘電体膜104には傾斜が設けられていない。すなわち、誘電体膜104の全体に渡って膜厚は一定である。
誘電体膜の傾斜角は、例えば、レジスト膜厚、エッチング条件により変更が可能である。そこで、誘電体膜の電極指方向に沿う断面における傾斜角θを80度、70度、45度、35度、33度に変更した場合の、それぞれの横モードスプリアスの大きさを調べた。図6は、図1Aに示す構造の弾性波デバイスにおいて、A−A線断面における誘電体膜4の基板2に対する傾斜角θを変更した場合の横モードスプリアス量の変化を測定した結果を示すグラフである。図6に示す結果から、傾斜角が45度以上では、傾斜角が大きくなるほど横モードスプリアスの大きさも大きくなることがわかる。また、傾斜角が45度以下では、傾斜角が45度以上の場合に比べると、横モードスプリアスの大きさの変化量が小さいことがわかった。
θ≦tan-1(H/L) ―――(1)
例えば、誘電体の膜厚差Hが0.3λであり、ギャップ長が0.25λである場合、傾斜角θが下記式(2)を満たすと、ギャップ部全体を誘電体の傾斜が覆う構成とすることができる。
このように、誘電体膜4の膜厚の変化が、ギャップ部Gより内側から始まり、ギャップGより外側で終わるように構成することで、さらなるスプリアスの低減が可能になる。
また、バスバー3a−1、3b−1の上を誘電体膜4で覆うことにより、共振周波数以下でのスプリアスを低減することができる。
図8は、共振器を複数配置したラダー型フィルタの回路図の一例である。図9は、図8に示すラダー型フィルタを構成する弾性波デバイスの平面図である。図8に示すラダー型フィルタは、直列腕に接続された直列共振器S1〜S3と、並列腕に接続された並列共振器P1、P2を備える。図9に示す例では、ラダー型フィルタは、圧電基板上2に設けられた直列共振器S1〜S3、並列共振器P1、P2およびこれらを接続する配線パターンにより構成される。各共振器においては、圧電基板2上に、IDT電極3a、3bおよび反射器5が設けられ、さらにこれらを覆うように誘電体膜4が設けられている。ギャップ部においては、誘電体膜4に傾斜が設けられている。すなわち、各共振器は、図1A〜図1Cに示す弾性波デバイスの構成となっている。
図11は、変形例1における弾性波デバイスの断面図およびIDT電極の一部の平面図である。図11の上段の断面図は、図11の下段の平面図におけるA−A線の断面を示す。図11に示す弾性波デバイスでは、誘電体膜4の傾斜は、ギャップ部から0.5λだけバスバー側(外側)の位置から始まっている。すなわち、ギャップ部より外側のバスバー上の誘電体膜4に傾斜が設けられる。図12は、図11の弾性波デバイスについて、コンダクタンスを測定した結果を示すグラフである。図12に示す結果では、傾斜を設けない場合(図4)に比べて横モードスプリアスは低減されている。このように、弾性波デバイスにおいて、誘電体膜の一部の膜厚を薄くすることで傾斜を設けた構造により、横モードスプリアスを低減することが可能になる。しかし、図12の結果からは、傾斜をバスバー上部に設けた場合、その低減量は、ギャップ部に傾斜がある場合(図3)より小さいことがわかる。図11に示す例は、傾斜部により横モードの発生周波数を分散することで、バスバーにまで染み出したエネルギーを分散させるものであるから、反射面であるギャップ部に傾斜がある構成と比べると横モード低減効果が小さくなったものと考えられる。このことから、誘電体膜4の傾斜は、弾性波の反射面つまりはギャップ部にあることで、よりスプリアス低減効果が大きくなるといえる。
図13は、変形例2における弾性波デバイスの断面図およびIDT電極の一部の平面図である。図13の上段の断面図は、図13の下段の平面図におけるA−A線の断面を示す。図13に示す弾性波デバイスでは、電極指3a―2、3b−2上の誘電体膜4の膜厚が、バスバー3a−1、3b−1上の誘電体膜4の膜厚より小さくなっている。これにより、ギャップ部において、誘電体膜4に傾斜を形成することができる。
図14Aは、変形例3における弾性波デバイスの断面図である。図14Bは、本変形例の弾性波デバイスのIDT電極3a、3bおよび反射器5の上面図である。図14Cは、図14Aに示す弾性波デバイスの誘電体膜における傾斜部を示すための上面図である。図14Aの断面図は、図14Bおよび図14CにおけるA−A線の断面を示す。
上記の弾性波デバイスや、弾性波フィルタを含むモジュール、通信機器も本発明の実施形態の一つである。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の実施形態は上記例に限られない。例えば、上記実施形態では、ギャップ部全体にわたって誘電体膜に傾斜が設けられる構成について説明したが、ギャップ部の少なくとも一部において誘電体膜の膜厚が変化する構成であってもよい。また、誘電体膜の膜厚が連続的に変化して傾斜面を形成する場合について説明したが、誘電体膜の膜厚変化は断続的であってもよい。また、上記実施形態では、基板が圧電体であるが、誘電体膜または、基板および誘電体膜の双方を圧電体としてもよい。さらに、本発明が適用される弾性波デバイスは、弾性表面波(SAW)、ラブ波、ラム波および境界波のいずれを用いてもよい。また、上記実施形態では、1ポート型弾性波共振器の例であるため、一組のIDT電極が反射器に挟まれて配置されていたが、弾性波デバイスの用途に応じて、複数組のIDT電極が形成されてもよい。また、反射器を設けなくてもよい。
2 基板
3a、3b IDT電極
4 誘電体膜
5 反射器
Claims (7)
- 基板と、
前記基板上に形成された誘電体膜と、
前記基板と前記誘電体膜との間に設けられるIDT電極とを備え、
前記基板および誘電体膜の少なくとも一方が圧電体であり、
前記IDT電極は、少なくとも1つの方向に延びて形成される電極指を含み、
前記電極指の先端から、前記電極指の延びる方向において対向するIDT電極までの間のギャップ部において、前記誘電体膜の膜厚が変化している、弾性波デバイス。 - 前記誘電体膜の膜厚の変化は、前記ギャップ部より内側から始まり、前記ギャップより外側で終わる、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記IDT電極は、バスバーと、バスバーに接続される電極指とを含み、
前記バスバーにおける前記誘電体膜の膜厚と、前記電極指部分における前記誘電体膜の膜厚とは異なる、請求項1または2に記載の弾性波デバイス。 - 前記誘電体膜の膜厚の変化による膜厚差H、前記膜厚の変化による傾斜角θ、および前記ギャップ部の前記電極指の延びる方向におけるギャップ長Lが、下記式(1)の満たす関係にある、請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
θ≦tan-1(H/L) ―――(1) - 前記誘電体膜の膜厚の変化によって生じる膜厚の差は、前記IDT電極の厚みより大きい、請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
- 前記IDT電極において、複数の電極指が弾性波の伝播方向に交互に並べて配置されており、前記複数の電極指の交差長は、前記伝播方向において一定である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性波デバイス。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性波デバイスを備えた通信機器。
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