JP2013544041A - 高次横モード波を抑制した弾性波デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の実施形態について以下に説明する。図1は本実施形態に係る弾性波デバイス100を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った断面図である。弾性波デバイス100は、圧電基板101に2つのIDT電極102と、2つの反射器103を配置している。また、これらは、誘電体膜104によって被覆されている。IDT電極102はそれぞれ、バスバー111および当該バスバー111から交互に延伸する複数の電極指112およびダミー電極指113を有する。IDT電極102のそれぞれの電極指112は、他方のIDT電極102の電極指112と交互に並び、かつ、先端が他方のIDT電極102のダミー電極指113の先端と対向するよう配置される。また、反射器103はこれらのIDT電極をはさんで、1つずつ配置される。圧電基板としては、そのカット角および伝播角を右手系直交座標のオイラー角(φ,θ,ψ)で表した場合、θ=36°以上41°以下であるニオブ酸リチウムであることが好ましい。尚、φとψは夫々−10°以上10°以下の任意の値である。なお、IDT電極102と反射器103の材質としては、白金、タングステン、モリブデンのいずれかを主成分とする第1の金属層と、第1の金属層の上に第1の金属層より導電率の高い第2の金属層との積層構造を含む構成であることが好ましい。これにより、弾性波デバイス100の特性ロス低下と電極抵抗の抑制を図ることができる。また、誘電体膜の材質としては、二酸化ケイ素(SiO2)が挙げられる。
本発明の第2の実施形態について以下に説明する。図8は本実施形態に係る弾性波デバイス400を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った断面図である。弾性波デバイス400は、第1の実施形態の弾性波デバイス100と同様、圧電基板101に2つのIDT電極102と、2つの反射器103を配置している。しかし、これらを第1の誘電体膜404によって被覆したのち、さらに第2の誘電体膜405で被覆した点で弾性波デバイス100と異なる。
本発明の第3の実施形態について以下に説明する。図15は本実施形態に係る弾性波デバイス700を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った断面図である。弾性波デバイス700は、第1の実施形態の弾性波デバイス100と同様、圧電基板101に2つのIDT電極102と、2つの反射器103を配置している。しかし、これらを第1の誘電体膜704によって被覆したのち、さらに第3の誘電体膜705で被覆した点で弾性波デバイス100と異なる。
本発明の第4の実施形態について以下に説明する。図21は本実施形態に係る弾性波デバイス800を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った断面図である。弾性波デバイス800は、圧電基板101の上において2つの反射器803の間に、複数対のIDT電極802a、802b、802cを主要弾性波の伝搬方向に配置して縦結合型フィルタとした点で弾性波デバイス100と異なる。尚、図21では弾性波デバイス800が3組のIDT電極を有する構成を示したが、弾性波デバイス800は、2組、或は4組以上のIDT電極を有していても構わない。
上述の各実施形態において、弾性波の主要な伝搬路となる交差領域およびエッジ領域の各端部において誘電体膜の膜厚が変化する箇所に、テーパー部1201を設け、誘電体膜の膜厚の急峻な変化を緩和し、連続的に膜厚を変化させることが好ましい。図22の(a)は、一例として、図1に示した第1の実施形態に係る弾性波デバイス100において、誘電体膜104の交差領域とエッジ領域との境界部分にテーパー部1201を設けた場合の断面図である。図22の(b)は、他の例として、図3に示した第1の実施形態に係る弾性波デバイス300において、誘電体膜104の交差領域とエッジ領域との境界部分、および、エッジ領域とギャップ領域との境界部分にテーパー部1201を設けた場合の断面図である。また、図23は、さらに他の例として、図11に示した第2の実施形態に係る弾性波デバイス600において、第2の誘電体膜405およびパッシベーション膜408の交差領域とエッジ領域との境界部分にテーパー部1201を設けた場合の断面図である。これらのように、テーパー部1201によって誘電体膜の膜厚を連続的に変化させる場合、膜厚を急峻に変化させる場合に比べて、当該箇所を伝搬する弾性波の音速の急速な変化が抑制され、不要なスプリアス波の発生を低減することができる。
上述の各実施形態において、パッシベーション膜を設ける場合、交差領域にのみパッシベーション膜を設けてもよい。図24は、第1の実施形態に係る弾性波デバイス100において、誘電体膜104の交差領域にのみパッシベーション膜108を被覆した弾性波デバイス110、120および130の断面図である。図24の(a)に示す弾性波デバイス110は、パッシベーション膜108の厚さが、誘電体膜104の交差領域における膜厚とエッジ領域における膜厚の差より小さい。図24の(b)に示す弾性波デバイス120は、パッシベーション膜108の厚さが、誘電体膜104の交差領域における膜厚とエッジ領域における膜厚の差に等しい。図24の(c)に示す弾性波デバイス130は、パッシベーション膜108の厚さが、誘電体膜104の交差領域における膜厚とエッジ領域における膜厚の差より大きい。
101、901 圧電基板
102、902 IDT電極
103、903 反射器
104、104a、104b、404、405、704、705、1154、1204 誘電体膜
108、408、708 パッシベーション膜
111、911 バスバー
112、912 電極指
113、913 ダミー電極指
1004 被膜
1201 テーパー部
Claims (18)
- 圧電基板と、当該圧電基板上に形成される少なくとも1組のIDT電極と、当該圧電基板および当該IDT電極の少なくとも一部を被覆する誘電体膜を備える弾性波デバイスであって、
前記IDT電極は、バスバーおよび当該バスバーから延伸する複数の電極指を有し、一方の前記IDT電極の各電極指は、他方の前記IDT電極の電極指と交互に並ぶよう配置され、
前記誘電体膜は、少なくとも前記電極指が交互に並ぶ領域を被覆し、
前記領域のうち前記電極指の先端から所定長さ以上内側の部分である交差領域における弾性波の音速は、当該交差領域に隣接する部分であって前記電極指の先端部を含む部分であるエッジ領域における弾性波の音速よりも速い、弾性波デバイス。 - 前記IDT電極は、バスバーに接続されると共に、他方のIDT電極の電極指と交互に並ぶように配置されていない複数のダミー電極指を有する、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記エッジ領域に隣接し、前記電極指の先端部分から前記他方のIDT電極のバスバーまでの間の領域をギャップ領域とすると、前記ギャップ領域の音速は前記エッジ領域の音速よりも速い、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記エッジ領域に隣接し、前記電極指の先端部分から前記電極指に対向するダミー電極指の先端部分までの間の領域をギャップ領域とすると、前記ギャップ領域の音速は前記エッジ領域の音速よりも速い、請求項2に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板の材質は、ニオブ酸リチウムであり、
前記誘電体膜の材質は、二酸化ケイ素であり、
前記誘電体膜の前記交差領域における膜厚は、前記エッジ領域における膜厚よりも薄い、請求項1に記載の弾性波デバイス。 - 前記誘電体膜は、2つの二酸化ケイ素膜の積層構造若しくは、二酸化ケイ素膜と当該二酸化ケイ素膜をさらに被覆する誘電体膜の積層構造を含む、請求項5に記載の弾性波デバイス。
- 前記誘電体膜として、前記少なくとも前記電極指が交互に並ぶ領域を被覆する第1の誘電体膜と、当該第1の誘電体膜上に形成され、前記交差領域をさらに被覆する第2の誘電体膜とを備え、
前記第2の誘電体膜の音速は、前記第1の誘電体膜の音速より速い、請求項1に記載の弾性波デバイス。 - 前記第1の誘電体膜の材質は、二酸化ケイ素であり、
前記第2の誘電体膜の材質は、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、または、窒化アルミニウムのいずれかである、請求項7に記載の弾性波デバイス。 - 前記誘電体膜として、前記少なくとも前記電極指が交互に並ぶ領域を被覆する第1の誘電体膜と、当該第1の誘電体膜上に形成され、前記エッジ領域をさらに被覆する第3の誘電体膜とを備え、
前記第3の誘電体膜の音速は、前記第1の誘電体膜の音速より遅い、請求項1に記載の弾性波デバイス。 - 前記第1の誘電体膜の材質は、二酸化ケイ素であり、
前記第3の誘電体膜の材質は、五酸化二タンタルである、請求項9に記載の弾性波デバイス。 - 前記誘電体膜よりも耐湿性の高いパッシベーション膜によって前記誘電体膜の前記交差領域が被覆された、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記誘電体膜よりも耐湿性の高いパッシベーション膜によって前記誘電体膜の前記交差領域を含む領域が被覆され、前記パッシベーション膜の前記交差領域における膜厚は、他の領域における膜厚よりも厚い、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記バスバーにおける少なくとも一部の電極膜厚が前記電極指の電極膜厚より厚い、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記誘電体膜は、前記ダミー電極指又は前記バスバーが配置された領域に、前記交差領域よりも薄い膜厚で被覆される、請求項1又は請求項2に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板のカット角および伝播角を右手系直交座標のオイラー角(φ,θ,ψ)で表した場合、θ=36°以上41°以下である、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記IDT電極は、白金、タングステン、モリブデンのいずれかを主成分とする第1の金属層と、前記第1の金属層の上に前記第1の金属層より導電率の高い第2の金属層との積層構造を含む、請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板上に形成される2つの反射器をさらに備え、
複数組の前記IDT電極が、前記2つの反射器の間に形成され、
前記2つの反射器および前記複数組の前記IDT電極は、主要弾性波の伝搬方向に沿って配置され、
縦結合型フィルタを構成する、請求項1に記載の弾性波デバイス。 - 前記誘電体膜の前記交差領域または前記エッジ領域の各端部において、当該誘電体膜の膜厚が変化する部分は、当該誘電体膜の膜厚が連続的に変化するテーパー部によって形成される、請求項1−16に記載の、弾性波デバイス。
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