JP7169083B2 - 弾性波デバイスおよびマルチプレクサ - Google Patents
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図1(a)は、弾性波共振器の平面図、図1(b)は、図1(a)のA-A断面図である。電極指14の配列方向をX方向、電極指14の延伸する方向をY方向、圧電基板10aの上面の法線方向をZ方向とする。X方向、Y方向およびZ方向は、圧電基板10aの結晶方位のX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向とは必ずしも対応しない。
図2(a)および図2(b)は、比較例1に係る弾性波共振器の断面図である。図2(a)に示すように、圧電基板10a上に弾性波共振器20aおよび配線22aが設けられている。図2(b)に示すように、圧電基板10a上に弾性波共振器20bおよび配線22bが設けられている。弾性波共振器20aおよび20bは、例えばデュプレクサのそれぞれ受信フィルタおよび送信フィルタに用いられる。送信フィルタと受信フィルタとでは通過帯域が重ならない。このため、弾性波共振器20aと20bとの共振周波数は大きく異なる。弾性波共振器20bは20aより共振周波数が低い。
図3は、比較例2に係る弾性波デバイスの断面図である。図3に示すように、弾性波共振器20aおよび20bは単一の基板10上に設けられている。電極指14を覆うように絶縁膜24が設けられている。絶縁膜24は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜であり、保護膜または温度補償膜として機能する。弾性波共振器20aと20bとの共振周波数を異ならせるため、絶縁膜24の電極指14上の膜厚H1´およびH2´を異ならせてもよい。
圧電基板10aの厚さTに対する弾性波共振器20の共振周波数を3次元有限要素法を用いシミュレーションした。シミュレーション条件は以下である。
支持基板10b:厚さが500μmのサファイア基板
圧電基板10a:厚さTの42°回転YカットX伝搬タンタル酸リチウム基板
金属膜12:膜厚が400nmのアルミニウム膜
電極指14のピッチL:20μm
電極指14の対数:100対
開口長(交差領域56の長さ):25λ
図8(a)から図9(d)は、実施例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図8(a)に示すように、支持基板10bの上面に圧電基板10aの下面を、常温において直接接合する。接合方法は例えば特許文献1と同じである。すなわち、支持基板10bの上面および圧電基板10aの下面を不活性元素のイオンビーム、中性ビームまたはプラズマにより活性化する。その後支持基板10bと圧電基板10aとを常温において接合する。このとき、支持基板10bと圧電基板10aとの間には、例えば1nmから8nmの厚さのアモルファス層10dが形成される。このように、支持基板10bと圧電基板10aとを常温において接合すると、アモルファス層10dが形成される。アモルファス層10dは圧電基板10aに比べ非常に薄いため、支持基板10bと圧電基板10aとは直接接合されている。アモルファス層10dは非常に薄いため図8(a)および図13(b)以外の図では図示を省略する。
図11(a)および図11(b)は、実施例2の変形例1に係る弾性波デバイスの断面図である。図11(a)および図11(b)に示すように、領域30における中間層10cの厚さT3は領域32における中間層10cの厚さT4より大きい。厚さT1+T3は厚さT2+T4にほぼ等しい。これにより、圧電基板10aの領域30と32との境界の上面はほぼ平坦である。
図12(a)から図14(b)は、実施例2の変形例1に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図12(a)に示すように圧電基板10aを準備する。図12(b)に示すように、領域30の圧電基板10aを薄膜化する。例えば領域30の圧電基板10aの表面にレーザ光54を照射しアブレーション加工する。これにより、圧電基板10aに領域30および32が形成される。図12(c)に示すように、段差を有する圧電基板10a表面上に中間層10cを例えば真空蒸着法、スパッタリング法またはCVD法を用い成膜する。図12(d)に示すように、中間層10cの表面を例えばCMP法を用い平坦化する。
10a 圧電基板
10b 支持基板
10c 中間層
12 金属膜
14 電極指
16 櫛型電極
20、20a、20b 弾性波共振器
30、32 領域
50 送信フィルタ
52 受信フィルタ
Claims (10)
- 支持基板と、
前記支持基板上に接合し、第1の厚さを有する第1領域と前記第1の厚さより大きい第2の厚さを有する第2領域とを有する圧電基板と、
前記圧電基板の前記第1領域上に設けられ、複数の第1電極指を各々有する一対の第1櫛型電極を備え、前記一対の第1櫛型電極の一方の第1櫛型電極における第1電極指の平均ピッチは前記第1の厚さより大きい第1弾性波共振器と、
前記圧電基板の前記第2領域上に設けられ、複数の第2電極指を各々有する一対の第2櫛型電極を備え、前記一対の第2櫛型電極の一方の第2櫛型電極における第2電極指の平均ピッチに対する前記第2の厚さの比は、前記一方の第1櫛型電極における第1電極指の平均ピッチに対する前記第1の厚さの比より大きい第2弾性波共振器と、
を備え、
前記一対の第1櫛型電極および前記一対の第2櫛型電極は主モードとしてSH波を励振する弾性波デバイス。 - 前記一方の第2櫛型電極における第2電極指の平均ピッチは前記第2の厚さより大きい請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記一方の第2櫛型電極における第2電極指の平均ピッチは前記第2の厚さより小さい請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板は前記支持基板にアモルファス層を介し接合されている請求項1から3のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板と前記支持基板とに挟まれた中間層を備える請求項1から4のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板の前記第1領域と前記支持基板との間の前記中間層の第3の厚さは前記圧電基板の前記第2領域と前記支持基板との間の前記中間層の第4の厚さより大きい請求項5に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板の前記第1領域と前記第2領域との前記中間層の反対側の面は略平坦である請求項6に記載の弾性波デバイス。
- 前記第2弾性波共振器の共振周波数は前記第1弾性波共振器の共振周波数より低い請求項1から7のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記圧電基板は、20°以上かつ48°以下のカット角を有するYカットX伝搬タンタル酸リチウム基板である請求項1から8のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含み、
1または複数の前記第1弾性波共振器を含む第1フィルタと、
前記第1フィルタの通過帯域と重ならず、かつ前記第1フィルタの通過帯域より低い通過帯域を有し、1または複数の前記第2弾性波共振器を含む第2フィルタと、
を備えるマルチプレクサ。
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