JP6835038B2 - 弾性波装置及び高周波フロントエンド回路 - Google Patents
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Description
(1)弾性波装置の全体構成
まず、実施形態1に係る弾性波装置1の全体構成について、図面を参照して説明する。
次に、実施形態1に係る弾性波装置1の各構成要素について、図面を参照して説明する。
圧電体層2は、例えば、Γ°YカットX伝搬LiTaO3圧電単結晶から形成されている。Γ°YカットX伝搬LiTaO3圧電単結晶は、LiTaO3圧電単結晶の3つの結晶軸をX軸、Y軸、Z軸とした場合に、X軸を中心軸としてY軸からZ軸方向にΓ°回転した軸を法線とする面で切断したLiTaO3単結晶であって、X軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶である。圧電体層2のカット角は、カット角をΓ[°]、圧電体層2のオイラー角を(φ,θ,ψ)をすると、Γ=θ+90°である。ただし、Γと、Γ±180×n(nは自然数)は同義である(結晶学的に等価である)。圧電体層2は、Γ°YカットX伝搬LiTaO3圧電単結晶に限定されず、例えば、Γ°YカットX伝搬LiTaO3圧電セラミックスであってもよい。
IDT電極3は、図2A及び図2Bに示すように、第1バスバー31と、第2バスバー32と、複数の第1電極指33と、複数の第2電極指34とを含み、圧電体層2の主面21に設けられている。
図1に示す低音速膜4は、圧電体層2を伝搬する弾性波の音速より、低音速膜4を伝搬する横波バルク波の音速が低速となる膜である。低音速膜4は、高音速支持基板5と圧電体層2との間に設けられている。低音速膜4が高音速支持基板5と圧電体層2との間に設けられていることにより、弾性波の音速が低下する。弾性波は本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中する。したがって、圧電体層2内及び弾性波が励振されているIDT電極3内への弾性波のエネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。その結果、低音速膜4が設けられていない場合に比べて、損失を低減し、Q値を高めることができる。
高音速支持基板5は、図1に示すように、圧電体層2を挟んでIDT電極3とは反対側に位置している。高音速支持基板5では、圧電体層2を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速支持基板5を伝搬するバルク波の音速が高速である。高音速支持基板5は、低音速膜4、圧電体層2、及びIDT電極3を支持する。
次に、実施形態1に係る弾性波装置1の製造方法について、図1を参照して説明する。実施形態1に係る弾性波装置1は、第1工程から第5工程により製造される。
次に、実施形態1に係る弾性波装置1において、高音速支持基板5の結晶性の測定方法(評価方法)について、図5A〜図5Dを参照して説明する。
次に、実施形態1の実施例1に係る高周波フロントエンド回路101について、図6を参照して説明する。
以上説明したように、実施形態1に係る弾性波装置1では、高音速支持基板5において低音速膜4とベース領域51との間の表面領域52が設けられており、高音速支持基板5の結晶性が表面領域52の結晶性よりも良く、第2層54の結晶性が第1層53の結晶性よりも良い。これにより、メインモードよりも高周波側に発生する高次モードを低減させることができる。
実施形態2に係る弾性波装置1aは、図8に示すように、高音速支持基板5に代えて、高音速膜6及び支持基板7を備える点で、実施形態1に係る弾性波装置1(図1参照)と相違する。なお、実施形態2に係る弾性波装置1aに関し、実施形態1に係る弾性波装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。
第6の態様に係る弾性波装置(1;1a)によれば、高次モードを更に低減させることができる。
2 圧電体層
21 主面
3 IDT電極
31 第1バスバー
32 第2バスバー
33 第1電極指
34 第2電極指
4 低音速膜
5 高音速支持基板
51 ベース領域
52 表面領域
53 第1層
54 第2層
55 第3層
56 第4層
6 高音速膜
7 支持基板
71 ベース領域
72 表面領域
73 第1層
74 第2層
75 第3層
76 第4層
101,102 高周波フロントエンド回路
111,113 第1マルチプレクサ
112,114 第2マルチプレクサ
121 第1増幅回路
122 第2増幅回路
131,133,135 第1送信フィルタ
132,134,136 第2送信フィルタ
141,143,145 第1受信フィルタ
142,144,146 第2受信フィルタ
151 第1スイッチ
152 第2スイッチ
161,163 第1増幅回路
162,164 第2増幅回路
201,203 第1アンテナ
202,204 第2アンテナ
A1,A2 特性
D1 第1方向
D2 第2方向
D3 第3方向
P1 周期
S1 スペース幅
W1 幅
Claims (10)
- 圧電体層と、
前記圧電体層上に直接又は間接的に設けられているIDT電極と、
前記圧電体層の厚さ方向において前記圧電体層を挟んで前記IDT電極とは反対側に位置しており、前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速支持基板と、
前記厚さ方向において前記高音速支持基板と前記圧電体層との間に設けられており、前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である低音速膜と、
を備え、
前記高音速支持基板は、
ベース領域と、
前記厚さ方向において前記ベース領域よりも前記低音速膜側に設けられている表面領域と、
を有し、
前記表面領域は、
第1層と、
前記厚さ方向において前記第1層よりも前記ベース領域側に設けられている第2層と、
を有し、
前記高音速支持基板の前記ベース領域の結晶性は、前記表面領域の結晶性よりも良く、
前記第2層の結晶性は、前記第1層の結晶性よりも良い、
弾性波装置。 - 圧電体層と、
前記圧電体層上に直接又は間接的に設けられているIDT電極と、
前記圧電体層の厚さ方向において前記圧電体層を挟んで前記IDT電極とは反対側に位置している支持基板と、
前記厚さ方向において前記支持基板と前記圧電体層との間に設けられており、前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である低音速膜と、
前記低音速膜と前記支持基板との間に設けられており前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速膜と、
を備え、
前記支持基板は、
ベース領域と、
前記厚さ方向において前記ベース領域よりも前記低音速膜側に設けられている表面領域と、
を有し、
前記表面領域は、
第1層と、
前記厚さ方向において前記第1層よりも前記ベース領域側に設けられている第2層と、
を有し、
前記支持基板の前記ベース領域の結晶性は、前記表面領域の結晶性よりも良く、
前記第2層の結晶性は、前記第1層の結晶性よりも良い、
弾性波装置。 - 前記表面領域は、
前記厚さ方向において前記第2層よりも前記ベース領域側に設けられている少なくとも1つの第3層を更に有し、
前記第3層の結晶性は、前記第2層の結晶性よりも良い、
請求項1又は2に記載の弾性波装置。 - 前記IDT電極は、複数の電極指を有し、
前記表面領域の厚さは、前記IDT電極の前記複数の電極指の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、0より大きく0.15λ以下である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記表面領域の前記厚さは、0.145λ以下である、
請求項4に記載の弾性波装置。 - 前記表面領域の前記厚さは、0.02λ以上0.11λ以下である、
請求項5に記載の弾性波装置。 - 前記低音速膜の材料は酸化ケイ素である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - アンテナに電気的に接続されており、第1通過帯域を有する第1フィルタと、
前記アンテナに電気的に接続されており、前記第1通過帯域よりも低い第2通過帯域を有する第2フィルタと、
を備え、
前記第2フィルタは、
前記圧電体層と、
前記IDT電極と、
前記高音速支持基板と、
前記低音速膜と、
を含む、
請求項1に記載の弾性波装置。 - アンテナに電気的に接続されており、第1通過帯域を有する第1フィルタと、
前記アンテナに電気的に接続されており、前記第1通過帯域よりも低い第2通過帯域を有する第2フィルタと、
を備え、
前記第2フィルタは、
前記圧電体層と、
前記IDT電極と、
前記支持基板と、
前記低音速膜と、
前記高音速膜と、
を含む、
請求項2に記載の弾性波装置。 - 第1周波数の第1送信信号を増幅する第1増幅回路と、
前記第1周波数と異なる周波数である第2周波数の第2送信信号を増幅する第2増幅回路と、
前記第1周波数を含む第1通過帯域を有し前記第1増幅回路とアンテナとの間に設けられており前記第1送信信号を通過させる送信フィルタと、
第2通過帯域を有し前記アンテナからの受信信号を通過させる受信フィルタと、
を備え、
前記第2通過帯域の周波数が、n×Tx1±m×Tx2(Tx1は前記第1周波数、Tx2は前記第2周波数、n、mはともに自然数)を満たす複数の周波数のうちの少なくとも1つを含み、
前記送信フィルタは、請求項1〜7のいずれか1項に記載の弾性波装置を含む、
高周波フロントエンド回路。
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