JP7511310B2 - 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ - Google Patents
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Description
面61および62を凹凸面とすると、面61および62において不要波であるバルク波が散乱され、スプリアスが抑制されると考えられる。そこで、以下の比較例1および2と実施例1におけるスプリアスの大きさをシミュレーションした。
図2(a)および図2(b)は、それぞれ比較例1および2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、比較例1では、境界層11の支持基板10側の面61および温度補償膜12側の面62が平坦面である。その他の構成は実施例1と同じである。図2(b)に示すように、比較例2では、境界層11の温度補償膜12側の面62は平坦面である。その他の構成は実施例1と同じである。
弾性波の波長λ:5μm
支持基板10:サファイア基板
境界層11:厚さT1が0.3λの酸化アルミニウム膜
温度補償膜12:厚さT2が0.3λの酸化シリコン膜
接合層13:なし
圧電層14:厚さT4が0.3λ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16:厚さが0.1λのアルミニウム膜
凸部51の高さH1、H2:0.5λ
凸部51の周期D1、D2:0.8λ
凸部51間の間隔W1、W2:0.02λ
図5(a)は、実施例1の変形例1に係る弾性波共振器の断面図である。図5(a)に示すように、周期D1とD2は略同じであり、高さH1とH2は略同じであり、間隔W1とW2は略同じである。面61および62における凸部51の位置は異なる(すなわち位相が異なる)。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例1のように、面61と62とで凹凸の位相は異なっていてもよい。
図5(b)は、実施例1の変形例2に係る弾性波共振器の断面図である。図5(b)に示すように、面62の凸部51の周期D2は面61の凸部51の周期D1より大きい。高さH1とH2は略同じであり、間隔W1とW2は略同じである。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。
図5(c)は、実施例1の変形例3に係る弾性波共振器の断面図である。図5(c)に示すように、面61の凸部51の周期D1は面62の凸部51の周期D2より大きい。高さH1とH2は略同じであり、間隔W1とW2は略同じである。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例2および3のように、面61の凸部51の周期D1と面62の凸部51の周期D2とは異なっていてもよい。
図6(a)は、実施例1の変形例4に係る弾性波共振器の断面図である。図6(a)に示すように、面62の凸部51の高さH2は面61の凸部51の高さH1より高い。周期D1とD2は略同じであり、間隔W1とW2は略同じである。面61および62における凸部51の位置は略同じである。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。
図6(b)は、実施例1の変形例5に係る弾性波共振器の断面図である。図6(b)に示すように、面61の凸部51の高さH1は面62の凸部51の高さH2より高い。周期D1とD2は略同じであり、間隔W1とW2は略同じである。面61および62における凸部51の位置は略同じである。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例4および5のように、面61の凸部51の高さH1と面62の凸部51の高さH2とは異なっていてもよい。
図7(a)は、実施例1の変形例6に係る弾性波共振器の断面図である。図7(a)に示すように、面61の凹凸は規則的であり、面62の凹凸は不規則である。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。
図7(b)は、実施例1の変形例7に係る弾性波共振器の断面図である。図7(b)に示すように、面61の凹凸は不規則であり、面62の凹凸は規則的である。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例6および7のように、面61および62の一方の面の凹凸は規則的であり、他方の面の凹凸は不規則でもよい。
図8(a)は、実施例1の変形例8に係る弾性波共振器の断面図である。図8(a)に示すように、面61および面62の凹凸は不規則である。面62の面粗さは面61の面粗さより大きい。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。
図8(b)は、実施例1の変形例9に係る弾性波共振器の断面図である。図8(b)に示すように、面61および面62の凹凸は不規則である。面62の面粗さは面61の面粗さより小さい。その他の構成は実施例1と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例8および9のように、面61および62の凹凸は不規則でもよい。面61の面粗さと面62の面粗さは異なっていてもよい。不規則な凹凸を有する面61および62の算術平均粗さRaは例えば0.15μmである。
図9(a)は、実施例1の変形例10に係る弾性波共振器の断面図である。図9(a)に示すように、境界層11と支持基板10との間に境界層15が設けられている。境界層15の支持基板10側の面64は規則的な凹凸面である。その他の構成は実施例1およびその変形例1から9と同じであり説明を省略する。
図9(b)は、実施例1の変形例11に係る弾性波共振器の断面図である。図9(b)に示すように、境界層11と支持基板10との間に境界層15が設けられている。境界層15の支持基板10側の面64は不規則な凹凸面である。その他の構成は実施例1およびその変形例1から9と同じであり説明を省略する。実施例1の変形例10および11のように、温度補償膜12と支持基板10との間には異なる材料からなる(例えば異なるバルク波の音速を有する)複数の境界層11および15が設けられていてもよい。境界層11と15との間には複数の凹凸面が設けられていてもよい。
実施例1の変形例12および13は面61および62における凸部51および凹部52の例である。図10(a)は、実施例1の変形例12における凸部および凹部の配置を示す平面図、図10(b)および図10(c)は、図10(a)のA-A断面図である。図10(b)は凸部51の例であり、図10(c)は凹部52の例である。
図11(a)は、実施例1の変形例13における凸部および凹部の配置を示す平面図、図11(b)および図11(c)は、図11(a)のA-A断面図である。図11(b)は凸部51の例であり、図11(c)は凹部52の例である。
図12(a)は、実施例1の変形例14における面61および62の平面図である。実線は面61における凸部51および凹部52を示し、破線は面62における凸部51および凹部52を示す。図12(a)に示すように、面61および62の凸部51または凹部52は実施例1の変形例12と同じである。凸部51または凹部52の周期のうち最も小さい周期D1およびD2の方向54は、面61と62とで異なる。
図12(b)は、実施例1の変形例15における面61および62の平面図である。実線は面61における凸部51および凹部52を示し、破線は面62における凸部51および凹部52を示す。図12(b)に示すように、面61および62の凸部51または凹部52は実施例1の変形例13と同じである。凸部51または凹部52の周期のうち最も小さい周期D1およびD2の方向54は、面61と62とで異なる。実施例1の変形例14および15のように、凸部51または凹部52の周期の方向は面61と62とで異なっていてもよい。
図13(a)は、実施例1の変形例16における面61および62の平面図である。実線は面61における凸部51および凹部52を示し、破線は面62における凸部51および凹部52を示す。図13(a)に示すように、面61の凸部51または凹部52は実施例1の変形例12と同じである。面62の凸部51または凹部52は実施例1の変形例13と同じである。
図13(b)は、実施例1の変形例17における面61および62の平面図である。実線は面61における凸部51および凹部52を示し、破線は面62における凸部51および凹部52を示す。図13(b)に示すように、面61の凸部51または凹部52は実施例1の変形例13と同じである。面62の凸部51または凹部52は実施例1の変形例12と同じである。実施例1の変形例16および17のように、面61と62とで、凸部51または凹部52の立体形状は異なっていてもよい。
図14(b)は、実施例2の変形例1に係るデュプレクサの回路図である。図14(b)に示すように、共通端子Antと送信端子Txとの間に送信フィルタ40が接続されている。共通端子Antと受信端子Rxとの間に受信フィルタ42が接続されている。送信フィルタ40は、送信端子Txから入力された高周波信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Antに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ42は、共通端子Antから入力された高周波信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Rxに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ40および受信フィルタ42の少なくとも一方を実施例2のフィルタとすることができる。
11 境界層
12 温度補償膜
13 接合層
14 圧電層
16 金属膜
18 電極指
20 櫛型電極
22 IDT
26 弾性波共振器
40 送信フィルタ
42 受信フィルタ
51 凸部
52 凹部
61~64 面
Claims (11)
- 支持基板と、
前記支持基板上に設けられる圧電層と、
前記圧電層上に設けられ、複数の電極指を備える少なくとも一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電層との間に設けられ、前記圧電層の弾性定数の温度係数の符号とは弾性定数の温度係数の符号が反対である温度補償膜と、
前記支持基板と前記温度補償膜との間に設けられ、前記支持基板側の第1面は複数の第1凸部および/または複数の第1凹部を有し、前記温度補償膜側の第2面は複数の第2凸部および/または複数の第2凹部を有する層と、
を備え、
前記複数の第1凸部および/または複数の第1凹部は周期的に配置され、前記複数の第2凸部および/または複数の第2凹部は周期的に配置され、
前記複数の第1凸部および/または複数の第1凹部の周期の大きさと前記複数の第2凸部および/または複数の第2凹部の周期の大きさとは異なる弾性波デバイス。 - 前記層を伝搬するバルク波の音速と前記温度補償膜を伝搬するバルク波の音速とは異なり、前記支持基板を伝搬するバルク波の音速と前記層を伝搬するバルク波の音速とは異なる請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記層を伝搬するバルク波の音速は前記温度補償膜を伝搬するバルク波の音速より速い請求項2に記載の弾性波デバイス。
- 前記温度補償膜を伝搬するバルク波の音速は前記圧電層を伝搬するバルク波の音速より遅い請求項1から3のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記第2面と前記圧電層の前記一対の櫛型電極側の面との距離は前記複数の電極指の平均ピッチの4倍以下である請求項1から4のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 支持基板と、
前記支持基板上に設けられる圧電層と、
前記圧電層上に設けられ、複数の電極指を備える少なくとも一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電層との間に設けられ、前記圧電層の弾性定数の温度係数の符号とは弾性定数の温度係数の符号が反対である温度補償膜と、
前記支持基板と前記温度補償膜との間に設けられ、前記支持基板側の第1面は複数の第1凸部および/または複数の第1凹部を有し、前記温度補償膜側の第2面は複数の第2凸部および/または複数の第2凹部を有する層と、
を備え、
前記複数の第1凸部および/または複数の第1凹部の高さと前記複数の第2凸部および/または複数の第2凹部の高さとは異なる弾性波デバイス。 - 支持基板と、
前記支持基板上に設けられる圧電層と、
前記圧電層上に設けられ、複数の電極指を備える少なくとも一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電層との間に設けられ、前記圧電層の弾性定数の温度係数の符号とは弾性定数の温度係数の符号が反対である温度補償膜と、
前記支持基板と前記温度補償膜との間に設けられ、前記支持基板側の第1面は複数の第1凸部および/または複数の第1凹部を有し、前記温度補償膜側の第2面は複数の第2凸部および/または複数の第2凹部を有する層と、
を備え、
前記複数の第1凸部および/または複数の第1凹部が配列されている複数の周期のそれぞれに対応する複数の方向のうち最も小さい周期の方向と前記複数の第2凸部および/または複数の第2凹部が配列されている複数の周期のそれぞれに対応する複数の方向のうち最も小さい周期の方向とは異なる弾性波デバイス。 - 支持基板と、
前記支持基板上に設けられる圧電層と、
前記圧電層上に設けられ、複数の電極指を備える少なくとも一対の櫛型電極と、
前記支持基板と前記圧電層との間に設けられ、前記圧電層の弾性定数の温度係数の符号とは弾性定数の温度係数の符号が反対である温度補償膜と、
前記支持基板と前記温度補償膜との間に設けられ、前記支持基板側の第1面は複数の第1凸部および/または複数の第1凹部を有し、前記温度補償膜側の第2面は複数の第2凸部および/または複数の第2凹部を有する層と、
を備え、
前記複数の第1凸部および/または複数の第1凹部の立体形状と前記複数の第2凸部および/または複数の第2凹部の立体形状とは異なる弾性波デバイス。 - 前記支持基板および前記圧電層の積層方向の断面において、前記複数の第1凸部および/または複数の第1凹部の位置と前記複数の第2凸部および/または複数の第2凹部の位置とは異なる請求項1に記載の弾性波デバイス。
- 前記温度補償膜は、酸化シリコンを80原子%以上含む請求項1から9のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを備えるフィルタ。
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