JP2018133615A - 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
at2+bt+c−0.1≦p≦at2+bt+c+0.1
ただし、a=6.073α2−594.6α+14600
b=−0.5997α2+54.46α−1497
c=0.006700α2−0.6505α+17.96
0<p≦1
である。
図1は、本発明の一実施形態に係る弾性波(SAW:Surface Acoustic Wave)素子1の構成を示す平面図である。図2は図1のII−II線における要部拡大断面図である。SAW素子1は、図1に示すように、圧電基板2、圧電基板2の上面2Aに設けられた励振(IDT:Interdigital Transducer)電極3および反射器4を有している。
現在、弾性波素子において、弾性波の励振効率、放射損失、電気抵抗等を考慮して、カット角42°のLT基板上に、弾性波の波長比(=2×Pt1)の厚み約8%のAlからなるIDT電極を設けた構成が一般的である(以下、本構成の弾性波素子を比較モデルという)。
at2+bt+c−0.1≦p≦at2+bt+c+0.1 ・・・(1)
a=6.073α2−594.6α+14600
b=−0.5997α2+54.46α−1497
c=0.006700α2−0.6505α+17.96
ただし、αは、LT基板のカット角(°)を示している。
図4を用いて、SAW素子1の変形例について説明する。
t=0.0006429α2−0.06314α+1.595 ・・・(2)
なお、式(2)においてαは47°以下とする。
t=0.0006429α2−0.06314α+1.605 ・・・(3)
図3に示すように、Cu電極36が圧電基板2に近い側に配置することで、耐電力性に優れたSAW素子1を提供することができるが、更に耐電力性を高めるために、IDT電極3の総厚みtを式(4)に示す値以下としてもよい。
t=0.0046α―0.113 ・・・(4)
すなわちt≦0.0046α―0.113としてもよい。
t=0.0049α―0.1444 ・・・(5)
すなわちt≦0.0049α―0.1444としてもよい。
この場合には、さらに耐電力性に優れたSAW素子1を提供できる。具体的には、破壊限界電力が最大2dB改善すると予想される。
t=0.00475α―0.1257 ・・・(6)
すなわちt≦0.00475α―0.1257としてもよい。
この場合には、さらに耐電力性に優れたSAW素子1を提供できる。具体的には、破壊限界電力が最大6dB改善すると予想される。
図3において、Al電極35の厚みがCu電極36の厚みに比べて大きい例を示したが、この例には限定されない。電気特性と耐電力性とを考慮して、式(1)を満たす範囲で適宜調整すればよい。
図3に示す例では、IDT電極3の断面形状は矩形状だが、台形であってもよい。その場合には、Al電極35とCu電極36との厚みの割合は体積に応じて補正するものとする。
図7は、本発明の実施形態に係る通信装置101の要部を示すブロック図である。通信装置101は、電波を利用した無線通信を行うものである。分波器7は、通信装置101において送信周波数の信号と受信周波数の信号とを分波する機能を有している。
材料:回転YカットX伝搬LiTaO3基板
[IDT電極3]
IDT電極3の電極指32:
(本数)150本
(ピッチPt1)2.7μm
(デューティー:w1/Pt1)0.5
(交差幅W)20λ (λ=2×Pt1)
材料:Al電極35・・・純Al
Cu電極36・・・純Cu
(ただし、圧電基板2と導電層15との間には6nmのTiからなる下地層6がある。)
[反射器4]
材料および層構成:IDT電極と同様
反射電極指42の本数:30本
反射電極指42のピッチPt2:Pt1
IDT電極3との間隔G:Pt1
[保護層5]
材料:SiO2
厚さ:15nm
このような基本構成に対して、圧電基板2のカット角とIDT電極3の電極材料およびその厚みの組み合わせとを以下のようにしたSAW素子を作製した。
[圧電基板2のカット角と電極膜厚の組み合わせ]
比較例 :カット角:42°,電極膜厚:Al8%
実施例1:カット角:46°,電極膜厚:Cu2%/Al7%
実施例2:カット角:46°,電極膜厚:Cu4%/Al2%
実施例3:カット角:48°,電極膜厚:Cu6%
2 圧電基板
2A 上面
3 励振(IDT)電極
35 Al電極
36 Cu電極
4 反射器
5 保護層
7 分波器
8 アンテナ端子
9 送信端子
10 受信端子
11 送信フィルタ
12 受信フィルタ
15 導電層
17 多重モード型SAWフィルタ
18 補助共振子
101 通信装置
103 RF−IC
105 バンドパスフィルタ
107 増幅器
109 アンテナ
111 増幅器
113 バンドパスフィルタ
S1〜S3 直列共振子
P1〜P3 並列共振子
Claims (11)
- 圧電基板と、
該圧電基板上に配置された、Cu電極または前記Cu電極とAl電極との積層構造であるIDT電極と、を備え、
前記圧電基板のカット角をα、前記IDT電極の弾性波の波長比である総厚みをt、前記Cu電極の割合をpとしたときに、以下の関係を満たす弾性波素子。
at2+bt+c−0.1≦p≦at2+bt+c+0.1
ただし、a=6.073α2−594.6α+14600
b=−0.5997α2+54.46α−1497
c=0.006700α2−0.6505α+17.96
0<p≦1
である。 - t≧0.0006429α2−0.06314α+1.595
を満たす、請求項1に記載の弾性波素子。 - t≧0.0006429α2−0.06314α+1.605
を満たす、請求項2に記載の弾性波素子。 - t≦0.0046α―0.113
を満たす請求項1乃至3のいずれかに記載の弾性波素子。 - t≦0.0049α―0.1444
を満たす請求項4に記載の弾性波素子。 - t≦0.00475α―0.1257
を満たす請求項4に記載の弾性波素子。 - 前記IDT電極は、前記圧電基板側から順に前記Cu電極、前記Al電極が位置している、請求項1乃至6のいずれかに記載の弾性波素子。
- 前記IDT電極は、前記Al電極と前記Al電極よりも結晶性の低い前記Cu電極とを備える、請求項1乃至7のいずれかに記載の弾性波素子。
- 前記上面と前記IDT電極との間に導電性を有する下地層を備え、
前記下地層は、断面視して、前記電極指と接する幅よりも前記圧電基板と接する幅が広い、請求項1乃至8のいずれかに記載の弾性波素子。 - 少なくとも1つの請求項1〜9のいずれかに記載された弾性波素子と、前記圧電基板上に配置された少なくとも1つの共振子と、がラダー型に接続されているフィルタ素子。
- アンテナと、
該アンテナに電気的に接続された請求項10に記載のフィルタ素子と、
該フィルタ素子に電気的に接続されたRF−ICとを備える通信装置。
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WO2023140327A1 (ja) * | 2022-01-19 | 2023-07-27 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
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