CN114467257A - 弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在谋求小型化的同时还能够提高Q值且能够增大电容的弹性波装置。弹性波装置(1)具备压电体层(4)和第1电极(51)以及第2电极(52)。第1电极(51)以及第2电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(D1)交叉的方向(D2)上对置。弹性波装置(1)利用厚度剪切一阶模的体波。压电体层(4)的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极(51)以及第2电极(52)各自的至少一部分埋入到压电体层(4)。
Description
技术领域
本发明一般地涉及弹性波装置,更详细地涉及具备压电体层的弹性波装置。
背景技术
以往,已知有利用了在包含LiNbO3或LiTaO3的压电膜传播的板波的弹性波装置。例如,在下述的专利文献1中公开了利用了作为板波的兰姆波(Lamb wave)的弹性波装置。在此,在包含LiNbO3或LiTaO3的压电基板的上表面设置有IDT电极。在IDT电极的多个第1电极指与多个第2电极指之间施加电压。由此,可激励兰姆波。在该IDT电极的两侧各设置有一个反射器。由此,构成利用了板波的弹性波谐振器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-257019号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的弹性波装置中,为了谋求小型化,可考虑减少第1电极指以及第2电极指的根数。然而,若减少第1电极指以及第2电极指的根数,则Q值会变低。此外,在专利文献1记载的弹性波装置中,在为了谋求小型化而减少了第1电极指以及第2电极指的根数的情况下,难以增大弹性波谐振器的电容。
本发明的目的在于,提供一种在谋求小型化的同时还能够提高Q值且能够增大电容的弹性波装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式涉及的弹性波装置具备压电体层和第1电极以及第2电极。所述第1电极以及所述第2电极在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置。所述弹性波装置利用厚度剪切一阶模的体波(bulk wave)。所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂。所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述压电体层。
本发明的一个方式涉及的弹性波装置具备压电体层和第1电极以及第2电极。所述第1电极以及所述第2电极在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置。所述第1电极以及所述第2电极是彼此相邻的电极。在所述弹性波装置中,在沿着所述压电体层的厚度方向的任意的剖面中,将所述第1电极和所述第2电极的中心线间距离设为p,将所述压电体层的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂。所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述压电体层。
本发明的一个方式涉及的弹性波装置具备压电体层和第1电极以及第2电极。所述第1电极以及所述第2电极在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置。所述弹性波装置利用厚度剪切一阶模的体波。所述弹性波装置还具备声反射层。所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂。所述压电体层设置在所述声反射层上。所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述声反射层,且与所述压电体层相接。
本发明的一个方式涉及的弹性波装置具备压电体层和第1电极以及第2电极。所述第1电极以及所述第2电极在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置。在所述弹性波装置中,在沿着所述压电体层的厚度方向的任意的剖面中,将所述第1电极和所述第2电极的中心线间距离设为p,将所述压电体层的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。所述弹性波装置还具备声反射层。所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂。所述压电体层设置在所述声反射层上。所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述声反射层,且与所述压电体层相接。
发明效果
在本发明的上述方式涉及的弹性波装置中,在谋求小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。
附图说明
图1是实施方式1涉及的弹性波装置的俯视图。
图2涉及同上的弹性波装置,是图1的A-A线剖视图。
图3是同上的弹性波装置的主要部分俯视图。
图4是参考方式1涉及的弹性波装置的剖视图。
图5A是兰姆波的说明图。图5B是厚度剪切一阶模的体波的说明图。
图6是实施方式1涉及的弹性波装置的动作说明图。
图7A是关于参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型示出厚度剪切模式的相对带宽和[压电体层的厚度]/[第1电极和第2电极的中心线间距离]的关系的曲线图。图7B是关于同上的构造模型示出厚度剪切模式的相对带宽和[压电体层的厚度]/[成对的两个电极的中心线间距离]的关系的曲线图,是将图7A的横轴的0~0.2的范围放大了的曲线图。
图8是关于同上的弹性波装置的构造模型示出厚度剪切模式的相对带宽和标准化杂散电平(spurious level)的关系的曲线图。
图9是同上的弹性波装置的构造模型的阻抗-频率特性图。
图10是关于同上的弹性波装置的构造模型用于说明[压电体层的厚度]/[第1电极和第2电极的中心线间距离]和构造参数的组合下的相对带宽的分布的图。
图11是实施方式1的一个实施例涉及的弹性波装置以及参考方式1的一个例子涉及的弹性波装置各自的阻抗-频率特性图。
图12是实施方式1的变形例1涉及的弹性波装置的俯视图。
图13是同上的弹性波装置的等效电路图。
图14是实施方式1的变形例2涉及的弹性波装置的剖视图。
图15是实施方式1的变形例3涉及的弹性波装置的剖视图。
图16是实施方式1的变形例4涉及的弹性波装置的剖视图。
图17是实施方式1的变形例5涉及的弹性波装置的剖视图。
图18是实施方式1的变形例6涉及的弹性波装置的剖视图。
图19是实施方式1的变形例7涉及的弹性波装置的剖视图。
图20是实施方式1的变形例8涉及的弹性波装置的俯视图。
图21是实施方式2涉及的弹性波装置的剖视图。
图22是实施方式2的变形例涉及的弹性波装置的剖视图。
图23A~图23D是示出同上的弹性波装置的一对电极的其它形状的剖视图。
图24A~图24C是示出同上的弹性波装置的其它结构例的剖视图。
图25是实施方式3涉及的弹性波装置的俯视图。
图26涉及同上的弹性波装置,是图25的A-A线剖视图。
图27是实施方式3的变形例涉及的弹性波装置的俯视图。
图28是其它变形例涉及的弹性波装置的剖视图。
具体实施方式
在以下的实施方式等中参照的图1~图6、图12、图14~图28均为示意性的图,图中的各构成要素的大小、厚度各自之比未必一定反映了实际的尺寸比。
(实施方式1)
以下,参照图1~图3对实施方式1涉及的弹性波装置1进行说明。
(1.1)弹性波装置的整体结构
如图1所示,实施方式1涉及的弹性波装置1具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。如图2所示,第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1(以下,也称为第1方向D1)交叉的方向D2(以下,也称为第2方向D2)上对置。弹性波装置1是利用厚度剪切一阶模的体波的弹性波装置。第2方向D2与压电体层4的极化方向PZ1正交。厚度剪切一阶模的体波是由于压电体层4的厚度剪切振动而将压电体层4的厚度方向D1作为传播方向的体波,是在压电体层4的厚度方向D1上波节的数量成为1的体波。厚度剪切振动被第1电极51以及第2电极52激励。在压电体层4中,在从厚度方向D1的俯视下,在第1电极51与第2电极52之间的规定区域45激励厚度剪切振动。在弹性波装置1中,如果第2方向D2与压电体层4的极化方向PZ1正交,则厚度剪切一阶模的体波的机电耦合系数(以下,也称为耦合系数)大。在此,所谓“正交”,并不仅限定于严格地正交的情况,也可以是大致正交(第2方向D2和极化方向PZ1所成的角度例如为90°±10°)。
如图1以及2所示,第1电极51以及第2电极52在从第2方向D2观察时相互交叉。所谓“在从第2方向D2观察时相互交叉”,意味着在从第2方向D观察时相互重叠。弹性波装置1还具备与第1电极51连接的第1布线部61和与第2电极52连接的第2布线部62。第1布线部61与第1端子T1连接。第2布线部62与不同于第1端子T1的第2端子T2连接。弹性波装置1包含多个第1电极51,且包含多个第2电极52。也就是说,在将第1电极51以及第2电极52设为一对电极组的情况下,弹性波装置1具备多对电极组。在弹性波装置1中,多个第1电极51和多个第2电极52在第2方向D2上各一个地交替排列。在弹性波装置1中,如图1所示,在一个第1布线部61连接有多个第1电极51,在一个第2布线部62连接有多个第2电极52。
如图2所示,弹性波装置1具备支承基板2、声反射层3、压电体层4和第1电极51以及第2电极52。声反射层3设置在支承基板2上。压电体层4设置在声反射层3上。第1电极51以及第2电极52与压电体层4相接。声反射层3具有至少一个(例如,两个)高声阻抗层32和至少一个(例如,3个)低声阻抗层31。低声阻抗层31的声阻抗比高声阻抗层32的声阻抗低。弹性波装置1作为谐振器而具有弹性波谐振器5,该弹性波谐振器5包含上述的第1电极51以及第2电极52和压电体层4。在弹性波装置1中,弹性波谐振器5还具有上述的声反射层3。
(1.2)弹性波装置的各构成要素
接着,参照附图对弹性波装置1的各构成要素进行说明。
(1.2.1)支承基板
如图2所示,支承基板2对压电体层4进行支承。在实施方式1涉及的弹性波装置1中,支承基板2还对声反射层3进行支承,并经由声反射层3对压电体层4和第1电极51以及第2电极52进行支承。
支承基板2具有相互对置的第1主面21以及第2主面22。第1主面21以及第2主面22在支承基板2的厚度方向上相互对置。支承基板2的厚度方向是沿着压电体层4的厚度方向D1的方向。在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,支承基板2的外周形状为长方形,但是并不限于此,例如也可以为正方形。
支承基板2例如为硅基板。支承基板2的厚度例如为120μm,但是并不限于此。硅基板为单晶硅基板。在支承基板2为硅基板的情况下,第1主面21的面方位例如能够采用(100)面、(110)面或(111)面。上述的体波的传播方位能够不被硅基板的面方位所限制而进行设定。硅基板的电阻率例如为1kΩcm以上,优选为2kΩcm以上,进一步优选为4kΩcm以上。
支承基板2并不限于硅基板,例如,也可以为石英基板、玻璃基板、蓝宝石基板、钽酸锂基板、铌酸锂基板、氧化铝基板、尖晶石基板、砷化镓基板、碳化硅基板。
(1.2.2)声反射层
如图2所示,声反射层3设置在支承基板2的第1主面21上。声反射层3在压电体层4的厚度方向D1上与第1电极51以及第2电极52对置。
声反射层3具有抑制被第1电极51和第2电极52激励的体波(上述的厚度剪切一阶模的体波)泄漏到支承基板2的功能。弹性波装置1通过具备声反射层3,从而能够提高向压电体层4内封闭弹性波能量的封闭效果。因此,与不具备声反射层3的情况相比,弹性波装置1能够降低损耗,提高Q值。
声反射层3具有多个(3个)低声阻抗层31和多个(两个)高声阻抗层32在压电体层4的厚度方向D1上各一层地交替排列的层叠构造。低声阻抗层31的声阻抗比高声阻抗层32的声阻抗低。
以下,为便于说明,在声反射层3中,也有时将两个高声阻抗层32按照靠近支承基板2的第1主面21的顺序称为第1高声阻抗层321、第2高声阻抗层322。此外,也有时将3个低声阻抗层31按照靠近支承基板2的第1主面21的顺序称为第1低声阻抗层311、第2低声阻抗层312、第3低声阻抗层313。
在声反射层3中,从支承基板2侧起,依次排列有第1低声阻抗层311、第1高声阻抗层321、第2低声阻抗层312、第2高声阻抗层322以及第3低声阻抗层313。因此,声反射层3能够在第3低声阻抗层313和第2高声阻抗层322的界面、第2高声阻抗层322和第2低声阻抗层312的界面、第2低声阻抗层312和第1高声阻抗层321的界面、第1高声阻抗层321和第1低声阻抗层311的界面的各个界面处反射来自压电体层4的体波(厚度剪切一阶模的体波)。
多个高声阻抗层32的材料例如为Pt(铂)。此外,多个低声阻抗层31的材料例如为氧化硅。多个高声阻抗层32各自的厚度例如为94nm。此外,多个低声阻抗层31各自的厚度例如为188nm。在声反射层3中,因为两个高声阻抗层32分别由铂形成,所以包含两个导电层。
多个高声阻抗层32的材料并不限于Pt,例如也可以为W(钨)、Ta(钽)等金属。此外,多个高声阻抗层32的材料并不限于金属,例如也可以为绝缘体。
此外,多个高声阻抗层32并不限于彼此为相同的材料的情况,例如,也可以为相互不同的材料。此外,多个低声阻抗层31并不限于彼此为相同的材料的情况,例如,也可以为相互不同的材料。
此外,声反射层3中的高声阻抗层32以及低声阻抗层31各自的数量并不限于两个以及3个,也可以是3个以上以及4个以上。此外,高声阻抗层32的数量和低声阻抗层31的数量并不限于不同的情况,也可以相同,低声阻抗层31的数量也可以比高声阻抗层32的数量少一个。此外,高声阻抗层32以及低声阻抗层31各自的厚度可根据弹性波装置1的所希望的频率和对高声阻抗层32以及低声阻抗层31各自应用的材料而适当地进行设定,使得在声反射层3中得到良好的反射。
(1.2.3)压电体层
如图2所示,压电体层4具有相互对置的第1主面41以及第2主面42。第1主面41和第2主面42在压电体层4的厚度方向D1上对置。在压电体层4中,在第1主面41和第2主面42之中,第1主面41位于第1电极51以及第2电极52侧,第2主面42位于声反射层3侧。因此,在弹性波装置1中,压电体层4的第1主面41和声反射层3的距离比压电体层4的第2主面42和声反射层3的距离长。压电体层4的材料是铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)。压电体层4例如是Z切割LiNbO3或Z切割LiTaO3。关于压电体层4的欧拉角 为0°±10°,θ为0°±10°。ψ是任意的角度。从提高耦合系数的观点出发,压电体层4优选为Z切割LiNbO3或Z切割LiTaO3。压电体层4也可以是旋转Y切割LiNbO3、旋转Y切割LiTaO3、X切割LiNbO3、X切割LiTaO3。传播方位可以是对压电体层4的晶体构造定义的晶轴(X,Y,Z)中的Y轴方向,也可以是X轴方向,还可以是从X轴在±90°的范围内进行了旋转的方向。压电体层4为单晶,但是并不限于此,例如,也可以为双晶,还可以为陶瓷。
压电体层4的厚度例如为50nm以上且1000nm以下,作为一个例子,是400nm。
压电体层4具有规定区域45。规定区域45是如下的区域,即,在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,在压电体层4之中,在第1电极51和第2电极52对置的方向上与第1电极51和第2电极52双方交叉,并处于第1电极51与第2电极52之间。
(1.2.4)电极
在弹性波装置1中,例如,在第1电极51和第2电极52之中,第1电极为信号(HOT)电极,第2电极为接地电极。在弹性波装置1中,多个第1电极51和多个第2电极52各一个地交替地相互分开排列。因此,相邻的第1电极51和第2电极52分离。相邻的第1电极51和第2电极52的中心线间距离例如为1μm以上且10μm以下,作为一个例子,是3μm。在此,所谓第1电极51和第2电极52“相邻”,是指在第1电极51与第2电极52之间不存在包含其它第1电极51、第2电极52在内的、与信号电极或接地电极连接的电极的情况。关于包含多个第1电极51和多个第2电极52的一组电极,只要是多个第1电极51和多个第2电极52在第2方向D2上分开排列的结构即可,也可以是多个第1电极51和多个第2电极52不交替地相互分开排列的结构。例如,也可以混合存在第1电极51和第2电极52各一根地分开排列的区域、和第1电极51或第2电极52在第2方向D2上排列有两个的区域。
在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,如图1所示,多个第1电极51以及多个第2电极52是将与第2方向D2正交的第3方向D3作为长度方向并将第2方向D2作为宽度方向的长条状(直线状)。多个第1电极51各自的长度例如为20μm,但是并不限于此。多个第1电极51各自的宽度H1(第1电极宽度H1)例如为50nm以上且1000nm,作为一个例子,是500nm。多个第2电极52各自的长度例如为20μm,但是并不限于此。多个第2电极52各自的宽度H2(第2电极宽度H2)例如为50nm以上且1000nm,作为一个例子,是500nm。
第1电极51具有第1电极主部510。第1电极主部510是第1电极51之中在第1电极51和第2电极52对置的方向上与第2电极52交叉的部分。此外,第2电极52具有第2电极主部520。第2电极主部520是第2电极52之中在第1电极51和第2电极52对置的方向上与第1电极51交叉的部分。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中,在多个第1电极51中第1电极宽度H1相同,但是并不限于此,也可以不同。此外,在实施方式1涉及的弹性波装置1中,在多个第2电极52中第2电极宽度H2相同,但是并不限于此,也可以不同。在实施方式1涉及的弹性波装置1中,第1电极宽度H1和第2电极宽度H2相同,但是并不限于此,第1电极宽度H1和第2电极宽度H2也可以不同。
关于实施方式1涉及的弹性波装置1,在图1中,将第1电极51以及第2电极52各自的数量描绘为5个,但是第1电极51以及第2电极52的数量并不限于5个,也可以是一个,还可以是2个~4个,还可以是6个以上,还可以是50个以上。
相邻的第1电极51和第2电极52对置的第2方向D2优选与压电体层4的极化方向PZ1(参照图2)正交,但是并不限于此。例如,在压电体层4不是Z切割的压电体的情况下,第1电极51以及第2电极52也可以在与作为长度方向的第3方向D3正交的方向上对置。另外,还存在第1电极51以及第2电极52不是矩形的情况。在该情况下,作为长度方向的第3方向D3也可以设为在俯视了第1电极51以及第2电极52的情况下与第1电极51以及第2电极52外切的外切多边形的长边方向。另外,所谓“与第1电极51以及第2电极52外切的外切多边形”,在第1电极51连接有第1布线部61且第2电极52连接有第2布线部62的情况下,包含至少与第1电极51之中除连接于第1布线部61的部位以外的部分和第2电极52之中除连接于第2布线部62的部位以外的部分外切的多边形。
在弹性波装置1中,如图2所示,多个第1电极51各自的至少一部分埋入到压电体层4。此外,在弹性波装置1中,多个第2电极52各自的至少一部分埋入到压电体层4。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中,多个第1电极51各自的厚度比压电体层4的厚度薄。多个第1电极51各自包含与压电体层4的厚度方向D1交叉的第1主面511以及第2主面512和与第1电极51的宽度方向交叉的两个侧面513、513。在多个第1电极51的每一个中,第1主面511和第2主面512之中,第2主面512位于声反射层3侧。因此,在弹性波装置1中,第1电极51的第1主面511和声反射层3的最短距离比第1电极51的第2主面512和声反射层3的最短距离长。在多个第1电极51的每一个中,第2主面512和两个侧面513、513与压电体层4呈面状相接。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中,多个第2电极52各自的厚度比压电体层4的厚度薄。多个第2电极52各自包含与压电体层4的厚度方向D1交叉的第1主面521以及第2主面522和与第2电极52的宽度方向交叉的两个侧面523、523。在多个第2电极52的每一个中,第1主面521和第2主面522之中,第2主面522位于声反射层3侧。因此,在弹性波装置1中,第2电极52的第1主面521和声反射层3的最短距离比第2电极52的第2主面522和声反射层3的最短距离长。在多个第2电极52的每一个中,第2主面522和两个侧面523、523与压电体层4呈面状相接。
在弹性波装置1中,在第2方向D2上,压电体层4的一部分介于第1电极51和第2电极52的相互对置的侧面513、523之间。在多个第1电极51的每一个中,在第2方向D2上与第2电极52对置的侧面513和压电体层4相接。在多个第2电极52的每一个中,在第2方向D2上与第1电极51对置的侧面523和压电体层4相接。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中,多个第1电极51各自的第1主面511和压电体层4的第1主面41齐平,但是并不限于此。在实施方式1涉及的弹性波装置1中,多个第2电极52各自的第1主面521和压电体层4的第1主面41齐平,但是并不限于此。
多个第1电极51以及多个第2电极52具有导电性。第1电极51以及第2电极52的材料例如是Al(铝)、Cu(铜)、Pt(铂)、Au(金)、Ag(银)、Ti(钛)、Ni(镍)、Cr(铬)、Mo(钼)、W(钨)或以这些金属中的任一种为主体的合金等。此外,第1电极51以及第2电极52也可以具有将包含这些金属或合金的多个金属膜进行了层叠的构造。第1电极51以及第2电极52例如包含密接膜和主电极膜的层叠膜,该密接膜由Ti膜构成,该主电极膜形成在密接膜上并由Al膜或AlCu膜构成。密接膜的厚度例如为10nm。此外,主电极膜的厚度例如为80nm。在AlCu膜中,优选Cu浓度为1wt%~20wt%。
(1.2.5)第1布线部以及第2布线部
第1布线部61包含第1汇流条611。第1汇流条611是用于使多个第1电极51变为相同电位的导体部。第1汇流条611是将第2方向D2作为长度方向的长条状(直线状)。与第1汇流条611连接的多个第1电极51朝向第2汇流条621延伸。在弹性波装置1中,在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,包含多个第1电极51和第1汇流条611的第1导体部是梳形的形状。第1汇流条611与多个第1电极51形成为一体,但是并不限于此。第1汇流条611与多个第1电极51同样地,至少一部分埋入到压电体层4,但是并不限于此。压电体层4的厚度方向D1上的第1汇流条611的位置没有特别限制。
第2布线部62包含第2汇流条621。第2汇流条621是用于使多个第2电极52变为相同电位的导体部。第2汇流条621是将第2方向D2作为长度方向的长条状(直线状)。与第2汇流条621连接的多个第2电极52朝向第1汇流条611延伸。在弹性波装置1中,在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,包含多个第2电极52和第2汇流条621的第2导体部是梳形的形状。第2汇流条621与多个第2电极52形成为一体,但是并不限于此。第2汇流条621与多个第2电极52同样地,至少一部分埋入到压电体层4,但是并不限于此。压电体层4的厚度方向D1上的第2汇流条621的位置没有特别限制。
第1汇流条611和第2汇流条621在第3方向D3上相互对置。
第1布线部61以及第2布线部62具有导电性。第1布线部61以及第2布线部62的材料例如是Al、Cu、Pt、Au、Ag、Ti、Ni、Cr、Mo、W或以这些金属中的任一种为主体的合金等。此外,第1布线部61以及第2布线部62也可以具有将包含这些金属或合金的多个金属膜进行了层叠的构造。第1布线部61以及第2布线部62例如包含密接膜和主布线膜的层叠膜,该密接膜由Ti膜构成,该主布线膜形成在密接膜上并由Al膜或AlCu膜构成。密接膜的厚度例如为10nm。此外,主布线膜的厚度例如为80nm。在AlCu膜中,优选Cu浓度为1wt%~20wt%。
在弹性波装置1中,从第1汇流条611以及第2汇流条621的低电阻化的观点等出发,在第1汇流条611以及第2汇流条621的每一个中,也可以在主布线膜上包含金属膜。
(1.3)弹性波装置的制造方法
在弹性波装置1的制造方法中,例如,在准备了支承基板2之后,进行第1工序~第4工序。在第1工序中,在支承基板2的第1主面21上形成声反射层3。在第2工序中,经由声反射层3对成为压电体层4的基础的压电体基板和支承基板2进行接合。在第3工序中,通过使压电体基板变薄,从而形成由压电体基板的一部分构成的压电体层4。在第4工序中,利用光刻技术、蚀刻技术、薄膜形成技术等形成第1电极51、第2电极52、第1布线部61、第2布线部62、第1端子T1以及第2端子T2。此外,在第1工序~第4工序中,作为支承基板2而使用硅晶片,作为压电体基板而使用压电体晶片。在弹性波装置1的制造方法中,通过对包含多个弹性波装置1的晶片进行切割,从而得到多个弹性波装置1(芯片)。
弹性波装置1的制造方法是一个例子,并没有特别限定。例如,压电体层4也可以利用成膜技术来形成。在该情况下,弹性波装置1的制造方法代替第2工序和第3工序而具备对压电体层4进行成膜的工序。通过成膜技术而成膜的压电体层4例如可以为单晶,也可以为双晶。作为成膜技术,例如,可列举CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)法,但是并不限于此。
(1.4)弹性波装置的动作以及特性
首先,参照图4、图5B以及图6对利用厚度剪切一阶模的体波的参考方式1涉及的弹性波装置1r进行说明。另外,关于参考方式1涉及的弹性波装置1r,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
参考方式1涉及的弹性波装置1r与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,设置在压电体层4的第1主面41上。也就是说,参考方式1涉及的弹性波装置1r与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,多个第1电极51以及多个第2电极52未埋入到压电体层4。
参考方式1涉及的弹性波装置1r与实施方式1涉及的弹性波装置1同样地是利用厚度剪切一阶模的体波的弹性波装置。如上所述,厚度剪切一阶模的体波是由于压电体层4的厚度剪切振动而将压电体层4的厚度方向D1作为传播方向的体波,是在压电体层4的厚度方向D1上波节的数量成为1的体波。厚度剪切振动被第1电极51和第2电极52激励。在压电体层4中,在从厚度方向D1的俯视下,在第1电极51与第2电极52之间的规定区域45激励厚度剪切振动。例如,能够通过FEM(Finite Element Method,有限元法)来确认厚度剪切振动。更详细地,例如,使用压电体层4的参数(材料、欧拉角以及厚度等)、第1电极51以及第2电极52的参数(材料、厚度、第1电极51和第2电极52的中心线间距离等)、声反射层3的参数(材料、厚度等)等,通过FEM对位移分布进行解析,并对失真进行解析,由此能够确认厚度剪切振动。压电体层4的欧拉角能够通过分析来求出。
参照图5A以及图5B对在以往的弹性波装置中利用的兰姆波和上述厚度剪切一阶模的体波的差异进行说明。
图5A是用于说明在如专利文献1记载的弹性波装置的压电基板传播的兰姆波的示意性主视剖视图。在该弹性波装置中,弹性波如用箭头所示那样在压电基板400中传播。在此,压电基板400具有相互对置的第1主面401以及第2主面402。在图5A中,除压电基板400以外,还图示了Z方向以及X方向。在图5A中,Z方向是将压电基板400的第1主面401和第2主面402连结的厚度方向。X方向是IDT电极的多个第1电极指以及多个第2电极指排列的方向。如果是兰姆波,则弹性波是如图5A所示那样在X方向上不断传播的板波。因而,在以往的弹性波装置中,弹性波在X方向上传播,因此将两个反射器配置在IDT电极的两侧,从而得到了所希望的谐振特性。因此,在以往的弹性波装置中,会产生弹性波的传播损耗,所以在谋求了小型化的情况下,即,在减少了第1电极指和第2电极指的对数的情况下,Q值会下降。
相对于此,在参考方式1涉及的弹性波装置1r中,振动位移是厚度剪切方向,因此如图5B所示那样弹性波大致在将压电体层4的第1主面41和第2主面42连结的方向即Z方向上传播,进行谐振。即,弹性波的X方向分量与Z方向分量相比明显小。在参考方式1涉及的弹性波装置1r中,通过该Z方向上的弹性波的传播可得到谐振特性,因此未必一定需要反射器。因而,在参考方式1涉及的弹性波装置1r中,不会产生弹性波在反射器传播时的传播损耗。因此,在参考方式1涉及的弹性波装置1r中,即使想要推进小型化而减少了由第1电极51和第2电极52构成的电极对的对数,也不易产生Q值的下降。
在参考方式涉及的弹性波装置1r中,如图6所示,厚度剪切一阶模的体波的振幅方向在压电体层4的规定区域45包含的第1区域451和规定区域45包含的第2区域452中变得相反。在图6中,用双点划线示意性地示出了在第1电极51与第2电极52之间施加了第2电极52与第1电极51相比成为高电位的电压的情况下的体波。第1区域451是规定区域45之中假想平面VP1与第1主面41之间的区域,该假想平面VP1与压电体层4的厚度方向D1正交并将压电体层4分为两个部分。第2区域452是规定区域45之中假想平面VP1与第2主面42之间的区域。
以下,叙述对利用厚度剪切一阶模的体波的参考方式2的弹性波装置的构造模型进行了特性仿真的结果。关于构造模型,对于与参考方式1涉及的弹性波装置1r同样的构成要素,使用相同的附图标记进行说明。构造模型与参考方式1涉及的弹性波装置1r的不同点在于,不具备声反射层3。在进行仿真时,将第1电极51和第2电极52的对数设为无限大,将压电体层4设为120°旋转Y切割X传播LiNbO3。在构造模型中,压电体层4是膜片,压电体层4的第2主面42与空气相接。在构造模型中,在沿着压电体层4的厚度方向D1的任意的剖面(图6)中,将第1电极51和第2电极52的中心线间距离设为p并将压电体层4的厚度设为d而进行说明。此外,在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,将第1电极主部510的面积设为S1,将第2电极主部520的面积设为S2,将规定区域45的面积设为S0,将由(S1+S2)/(S1+S2+S0)规定的构造参数设为MR。另外,第1电极51以及第2电极52中的至少一者在压电体层4形成多根的情况(换言之,当将第1电极51以及第2电极52设为一对电极组时是在压电体层4设置有1.5对以上的电极组的情况)下,上述中心线间距离p成为相邻的第1电极51和第2电极52的中心线间距离各自的距离。
图7A以及图7B是示出利用厚度剪切模式的参考方式2的弹性波装置的构造模型的相对带宽和d/p的关系的曲线图。在图7A以及图7B中,横轴为d/p,纵轴为相对带宽。图7A以及图7B是压电体层4为120°旋转Y切割X传播LiNbO3的情况,但是其它切割角的情况也成为同样的倾向。此外,在参考方式2的弹性波装置的构造模型中,在压电体层4的材料为LiTaO3的情况下,相对带宽和d/p的关系也成为与图7A以及图7B同样的倾向。此外,在构造模型中,与第1电极51和第2电极52的对数无关,相对带宽和d/p的关系成为与图7A以及图7B同样的倾向。此外,在构造模型中,并不限于压电体层4的第2主面42与空气相接的情况,即使在与声反射层3相接的情况下,相对带宽和d/p的关系也成为与图7A以及图7B同样的倾向。
由图7A可知,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,相对带宽的值以d/p=0.5为拐点而剧烈地改变。在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,在d/p>0.5的情况下,无论在0.5<d/p<1.6的范围内使d/p变更多少,耦合系数都低,相对带宽不足5%。另一方面,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,在d/p≤0.5的情况下,如果在0<d/p≤0.5的范围内使d/p变化,则还能够提高耦合系数并将相对带宽设为5%以上。
此外,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,在d/p≤0.24的情况下,如果在0<d/p≤0.24的范围内使d/p变化,则还能够进一步提高耦合系数并使相对带宽更大。关于实施方式1涉及的弹性波装置1,如图2所示,在沿着压电体层4的厚度方向D1的任意的剖面中,如果将第1电极51和第2电极52的中心线间距离设为p,将压电体层4的厚度设为d,则其相对带宽和d/p的关系也成为与参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型的相对带宽和d/p的关系同样的倾向。
进而,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,在d/p≤0.10的情况下,如果在0<d/p≤0.10的范围内使d/p变化,则还能够进一步提高耦合系数并使相对带宽更大。
图7B是将图7A的一部分放大了的曲线图。如图7B所示,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,相对带宽以d/p=0.096为拐点而变化,因此在d/p≤0.096的情况下,如果在d/p≤0.096的范围内使d/p变化,则与0.096<d/p的情况相比,还能够进一步提高耦合系数并使相对带宽更大。此外,如图7B所示,相对带宽以d/p=0.072、0.048为拐点而变化,如果设为0.048≤d/p≤0.072,则能够抑制由d/p的变化造成的耦合系数的变化,能够将相对带宽设为大致恒定的值。
图8是对于在利用厚度剪切模式的参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中改变了压电体层4的厚度d、第1电极51和第2电极52的中心线间距离p、第1电极宽度H1、第2电极宽度H2的情况,绘制了谐振频率与反谐振频率之间的频带中的杂散的电平而得到的图。在图8中,横轴为相对带宽,纵轴为标准化杂散电平。标准化杂散电平是将即使改变压电体层4的厚度d、第1电极51和第2电极52的中心线间距离p、第1电极宽度H1、第2电极宽度H2而杂散的电平也成为相同值的相对带宽(例如,22%)下的杂散电平设为1,对杂散的电平进行了标准化而得到的值。图8是作为压电体层4而采用了能够更适当地激励厚度剪切模式的Z切割LiNbO3的情况,但是其它切割角的情况也成为同样的倾向。此外,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,在压电体层4的材料为LiTaO3的情况下,标准化杂散电平和相对带宽的关系也成为与图8同样的倾向。此外,在构造模型中,与第1电极51和第2电极52的对数无关,标准化杂散电平和相对带宽的关系成为与图8同样的倾向。此外,在构造模型中,并不限于压电体层4的第2主面42与空气相接的情况,即使在与声反射层3相接的情况下,标准化杂散电平和相对带宽的关系也成为与图8同样的倾向。
由图8可知,在相对带宽超过了17%的情况下,标准化杂散电平集中于1。这表示,若相对带宽为17%以上,则像在图9所例示的阻抗的频率特性那样,在谐振频率与反谐振频率之间的频带中存在某些副谐振。图9是作为压电体层4而采用欧拉角为(0°,0°,90°)的Z切割LiNbO3并设为d/p=0.08、MR=0.35的情况下的阻抗的频率特性。在图9中,用虚线包围了副谐振的部分。
如上所述,若相对带宽超过17%,则即使改变压电体层4的厚度d、第1电极51和第2电极52的中心线间距离p、第1电极宽度H1、第2电极宽度H2,也会在谐振频率与反谐振频率之间的频带内包含大的杂散。这样的杂散由于平面方向上的谐波而产生,主要由于第1电极51和第2电极52的对置方向上的谐波而产生。因而,从抑制频带内的杂散的观点出发,优选相对带宽为17%以下。实施方式1涉及的弹性波装置1关于标准化杂散电平和相对带宽的关系也示出与参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型同样的倾向,因此优选相对带宽为17%以下。
在图10中,关于参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型,对于作为压电体层4而采用Z切割LiNbO3并改变了压电体层4的厚度d、第1电极51和第2电极52的中心线间距离p、第1电极宽度H1、第2电极宽度H2的情况,将d/p和MR作为参数,表示了相对带宽超过17%的第1分布区域DA1和相对带宽成为17%以下的第2分布区域DA2。在图10中,在第1分布区域DA1和第2分布区域DA2中使点的密度不同,使第1分布区域DA1的点的密度比第2分布区域DA2的点的密度高。此外,在图10中,用虚线示出了第1分布区域DA1和第2分布区域DA2的边界线的近似直线DL1。近似直线DL1可通过MR=1.75×(d/p)+0.075的数学式来表示。因而,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,通过满足MR≤1.75×(d/p)+0.075的条件,从而能够将相对带宽设为17%以下。图10是作为压电体层4而采用了能够更适当地激励厚度剪切模式的Z切割LiNbO3的情况,但是其它切割角的情况也成为同样的倾向。此外,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,在压电体层4的材料为LiTaO3的情况下,近似直线DL1也相同。此外,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,与第1电极51和第2电极52的对数无关,近似直线DL1相同。此外,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型中,并不限于压电体层4的第2主面42与空气相接的情况,即使在与声反射层相接的情况下,近似直线DL1也相同。实施方式1涉及的弹性波装置1与参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型同样地,通过满足MR≤1.75×(d/p)+0.075的条件,从而容易将相对带宽设为17%以下。另外,在图10中,除近似直线DL1(以下,也称为第1近似直线DL1)以外,用单点划线示出的近似直线DL2(以下,也称为第2近似直线DL2)是示出用于将相对带宽可靠地设为17%以下的边界的线。第2近似直线DL2可通过MR=1.75×(d/p)+0.05的数学式来表示。因而,在参考方式2涉及的弹性波装置的构造模型以及实施方式1涉及的弹性波装置1中,通过满足MR≤1.75×(d/p)+0.05的条件,从而能够将相对带宽可靠地设为17%以下。
图11是实施方式1涉及的弹性波装置1以及参考方式1涉及的弹性波装置1r的阻抗的频率特性。在图11中,横轴是频率,纵轴是示出弹性波装置1的阻抗的Z〔dB〕。Z〔dB〕是在将弹性波装置1的阻抗设为Z0的情况下通过Z=20×log10|Z0|求出的值。在图11中,用实线示出了实施方式1涉及的弹性波装置1的阻抗的频率特性的一个例子,用虚线示出了参考方式1涉及的弹性波装置1r的阻抗的频率特性的一个例子。由图11可知,在实施方式1涉及的弹性波装置1中,与参考方式1涉及的弹性波装置1r相比,能够增大电容。
(1.5)效果
实施方式1涉及的弹性波装置1具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1交叉的方向D2上对置。弹性波装置1利用厚度剪切一阶模的体波。压电体层4的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极51以及第2电极52各自埋入到压电体层4。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中,在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1的尺寸的小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。在此,在实施方式1涉及的弹性波装置1中,谐振频率不被第1电极51和第2电极52的中心线间距离所限制,能够通过使压电体层4的厚度变薄从而提高谐振频率,因此在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1的尺寸的小型化的同时还能够应对高频化。此外,在实施方式1涉及的弹性波装置1中,第1电极51以及第2电极52各自埋入到压电体层4,因此即便在使压电体层4的厚度变薄而产生于第1电极51和第2电极52间的电容变小的情况下,也能够在不增大第1电极51以及第2电极52的平面尺寸的情况下增大第1电极51和第2电极52间的电容。
此外,实施方式1涉及的弹性波装置1具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1交叉的方向D2上对置。在弹性波装置1中,在沿着压电体层4的厚度方向D1的任意的剖面中,将第1电极51和第2电极52的中心线间距离设为p,将压电体层4的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。压电体层4的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极51以及第2电极52各自埋入到压电体层4。
在实施方式1涉及的弹性波装置1中,在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1的尺寸的小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。
此外,在实施方式1涉及的弹性波装置1中,压电体层4的第2主面42被声反射层3所束缚,因此能够抑制无用波。此外,在实施方式1涉及的弹性波装置1中,压电体层4的材料为LiNbO3或LiTaO3,低声阻抗层31的材料为氧化硅。在此,LiNbO3以及LiTaO3各自的频率温度特性具有负的斜率,氧化硅的频率温度特性具有正的斜率。因此,在实施方式涉及的弹性波装置1中,能够减小TCF(Temperature Coefficient of Frequency,频率温度系数)的绝对值,能够改善频率温度特性。
(1.6)变形例
上述的实施方式1只不过是本发明的各种各样的实施方式之一。只要能够达到本发明的目的,上述的实施方式1就能根据设计等进行各种变更。
(变形例1)
以下,参照图12以及图13对变形例1涉及的弹性波装置1a进行说明。另外,关于变形例1涉及的弹性波装置1a,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例1涉及的弹性波装置1a是弹性波滤波器(在此为梯型滤波器)。弹性波装置1a具有:输入端子15;输出端子16;多个(两个)串联臂谐振器RS1,设置在将输入端子15和输出端子16连结的第1路径12上;以及多个(两个)并联臂谐振器RS2,在将第1路径12上的多个(两个)节点N1、N2和接地(接地端子17、18)连结的多个(两个)第2路径13、14上各设置有一个。接地端子17、18也可以公共化为一个接地。
在弹性波装置1a中,多个串联臂谐振器RS1以及多个并联臂谐振器RS2各自为弹性波谐振器5。多个弹性波谐振器5各自是至少包含一个第1电极51和一个第2电极52的谐振器。在弹性波装置1a中,压电体层4在多个弹性波谐振器5中被共用。此外,在弹性波装置1a中,声反射层3在多个弹性波谐振器5中被共用。并联臂谐振器RS2的谐振频率比串联臂谐振器RS1的谐振频率低。在此,在构成并联臂谐振器RS2的弹性波谐振器5中,例如,具备设置在压电体层4的第1主面41上的氧化硅膜,另一方面,在构成串联臂谐振器RS1的弹性波谐振器5中,在压电体层4的第1主面41上不具备氧化硅膜。在构成串联臂谐振器RS1的弹性波谐振器5中,也可以在压电体层4的第1主面41上具备氧化硅膜,在该情况下,只要使构成串联臂谐振器RS1的弹性波谐振器5的氧化硅膜的厚度比构成并联臂谐振器RS2的弹性波谐振器5的氧化硅膜的厚度薄即可。
在弹性波装置1a中,支承基板2以及声反射层3在多个弹性波谐振器5中被共用,但是也可以多个高声阻抗层32之中最靠压电体层4的高声阻抗层32(第2高声阻抗层322)按每个弹性波谐振器5分离。
(变形例2)
以下,参照图14对变形例2涉及的弹性波装置1b进行说明。另外,关于变形例2涉及的弹性波装置1b,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例2涉及的弹性波装置1b与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,第1电极51以及第2电极52贯通了压电体层4。
在变形例2涉及的弹性波装置1b中,多个第1电极51各自的第2主面512和压电体层4的第2主面42齐平,多个第1电极51各自的第1主面511和压电体层4的第1主面41齐平。多个第1电极51各自的第2主面512与声反射层3相接。
此外,在弹性波装置1b中,多个第2电极52各自的第2主面522和压电体层4的第2主面42齐平,多个第2电极52各自的第1主面521和压电体层4的第1主面41齐平。多个第2电极52各自的第2主面522与声反射层3相接。
在变形例2涉及的弹性波装置1b中,与实施方式1涉及的弹性波装置1相比,能够增大第1电极51之中与第2电极52对置且与压电体层4相接的侧面513的面积、和第2电极52之中与第1电极51对置且与压电体层4相接的侧面523的面积。由此,变形例2涉及的弹性波装置1b与实施方式1涉及的弹性波装置1相比,能够在不改变从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的大小的情况下增大电容。
(变形例3)
以下,参照图15对变形例3涉及的弹性波装置1c进行说明。另外,关于变形例3涉及的弹性波装置1c,对于与变形例2涉及的弹性波装置1b同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例3涉及的弹性波装置1c与变形例2涉及的弹性波装置1b的不同点在于,多个第1电极51各自的第1主面511比压电体层4的第1主面41凹陷,且多个第2电极52各自的第1主面521比压电体层4的第1主面41凹陷。
(变形例4)
以下,参照图16对变形例4涉及的弹性波装置1d进行说明。另外,关于变形例4涉及的弹性波装置1d,对于与变形例2涉及的弹性波装置1b同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
在变形例4涉及的弹性波装置1d中,第1电极51以及第2电极52具有从压电体层4突出的部分。在此,第1电极51以及第2电极52具有:贯通部分51A、52A,贯通了压电体层4;第1突出部分51B、52B,与贯通部分51A、52A相连且比压电体层4的第1主面41突出;以及第2突出部分51C、52C,与贯通部分51A、52A相连且比压电体层4的第2主面42突出。由此,在变形例4涉及的弹性波装置1d中,与变形例2涉及的弹性波装置1b相比,能够增大第1电极51与第2电极52之间的电容。
在变形例4涉及的弹性波装置1d中,在第1电极51以及第2电极52中,第1突出部分51B、52B的突出尺寸HB1、HB2大于第2突出部分51C、52C的突出尺寸HC1、HC2。由此,在变形例4涉及的弹性波装置1d中,与第1突出部分51B、52B的突出尺寸HB1、HB2和第2突出部分51C、52C的突出尺寸HC1、HC2相同的情况相比,能够使散热性提高。
在变形例4涉及的弹性波装置1d中,第1电极51以及第2电极52具有第1突出部分51B、52B和第2突出部分51C、52C双方,但是并不限于此,也可以是仅具有第1突出部分51B、52B和第2突出部分51C、52C中的任一者的结构。
(变形例5)
以下,参照图17对变形例5涉及的弹性波装置1e进行说明。另外,关于变形例5涉及的弹性波装置1e,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例5涉及的弹性波装置1e与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,第1电极51以及第2电极52埋入到压电体层4,且第1电极51、第2电极52的第1主面511、521还与压电体层4相接。
在变形例5涉及的弹性波装置1e中,压电体层4的一部分位于第1电极51的第1主面511与压电体层4的第1主面41之间。此外,在变形例5涉及的弹性波装置1e中,压电体层4的一部分位于第2电极52的第1主面521与压电体层4的第1主面41之间。在变形例5涉及的弹性波装置1e中,在其制造时,例如只要通过成膜技术来形成压电体层4即可。
变形例5涉及的弹性波装置1e与实施方式1涉及的弹性波装置1相比,具有容易抑制第1电极51与第2电极52之间的电容的偏差这样的优点。
(变形例6)
以下,参照图18对变形例6涉及的弹性波装置1f进行说明。另外,关于变形例6涉及的弹性波装置1f,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例6涉及的弹性波装置1f与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,第1电极51以及第2电极52除了埋入到压电体层4的部分514、524以外,还具有埋入到声反射层3的低声阻抗层31的部分515、525。
在变形例6涉及的弹性波装置1f中,与实施方式1涉及的弹性波装置1相比,能够增大第1电极51与第2电极52之间的电容。另外,高声阻抗层32的材料并不限于Pt等导电体,也可以是绝缘体(例如,氮化硅、氮化铝、氧化铝或氧化钽等)。在高声阻抗层32的材料为绝缘体的情况下,第1电极51以及第2电极52也可以埋入到低声阻抗层31和高声阻抗层32。此外,在声反射层3中,与压电体层4的第2主面42相接的层也可以是高声阻抗层32,在该情况下,第1电极51以及第2电极52既可以埋入到高声阻抗层32,也可以埋入到高声阻抗层32和低声阻抗层31。
(变形例7)
以下,参照图19对变形例7涉及的弹性波装置1g进行说明。另外,关于变形例7涉及的弹性波装置1g,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
在变形例7涉及的弹性波装置1g中,在第1电极51以及第2电极52中,第1电极51具有在压电体层4的厚度方向D1上排列的多个(3个)导体部516、517、518,第2电极52具有在压电体层4的厚度方向D1上排列的多个(3个)导体部526、527、528。
在第1电极51中,从声反射层3侧起,依次排列有导体部516、导体部517以及导体部518。导体部516埋入到声反射层3的低声阻抗层31(第3低声阻抗层313)和压电体层4。导体部517埋入到压电体层4。此外,在第1电极51中,导体部518的一部分埋入到压电体层4。
此外,在第2电极52中,从声反射层3侧起,依次排列有导体部526、导体部527以及导体部528。导体部526埋入到声反射层3的低声阻抗层31(第3低声阻抗层313)和压电体层4。导体部527埋入到压电体层4。此外,在第2电极52中,导体部528的一部分埋入到压电体层4。
在变形例7涉及的弹性波装置1g中,与实施方式1涉及的弹性波装置1相比,能够增大第1电极51与第2电极52之间的电容。
在变形例7涉及的弹性波装置1g中,第1电极51包含3个导体部516、517、518,但是第1电极51中包含的导体部的数量并不限于3个,也可以是两个,还可以是4个以上。此外,在变形例7涉及的弹性波装置1g中,第2电极52包含3个导体部526、527、528,但是第2电极52中包含的导体部的数量并不限于3个,也可以是两个,还可以是4个以上。在变形例7涉及的弹性波装置1g中,在其制造时,例如只要利用成膜技术通过多个步骤来形成压电体层4,且通过多个步骤来形成第1电极51以及第2电极52即可。另外,既可以在压电体层4的厚度方向D1上相邻的两个导体部516、517之间形成有空气层,也可以在两个导体部517、518之间形成有空气层。这样的构造例如能够利用使用牺牲层的微加工技术来形成。
(变形例8)
以下,参照图20对变形例8涉及的弹性波装置1h进行说明。另外,关于变形例8涉及的弹性波装置1h,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
变形例8涉及的弹性波装置1h与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,还具备两个反射器8。
两个反射器8各自为短路光栅。各反射器8不是用于反射一阶剪切模式的体波,而是对沿着压电体层4的第1主面41传播的无用的声表面波进行反射。两个反射器8中的一个反射器8在弹性波装置1h的沿着无用的声表面波的传播方向的方向上位于多个第1电极51中的位于端部的第1电极51的与第2电极52侧相反侧。两个反射器8中的剩下的一个反射器8在弹性波装置1h的沿着无用的声表面波的传播方向的方向上位于多个第2电极52中的位于端部的第2电极52的与第1电极51侧相反侧。
各反射器8具有多个(例如,3个)电极指81,多个电极指81的一端彼此被短路,另一端彼此被短路。在各反射器8中,电极指81的数量没有特别限定。
各反射器8具有导电性。各反射器8的材料例如是Al、Cu、Pt、Au、Ag、Ti、Ni、Cr、Mo、W或以这些金属中的任一种为主体的合金等。此外,各反射器8也可以具有将包含这些金属或合金的多个金属膜进行了层叠的构造。各反射器8例如包含密接膜和主电极膜的层叠膜,该密接膜形成在压电体层4上并由Ti膜构成,该主电极膜形成在密接膜上并由Al膜构成。密接膜的厚度例如为10nm。此外,主电极膜的厚度例如为80nm。
此外,在变形例8涉及的弹性波装置1h中,各反射器8为短路光栅,但是并不限于此,例如,也可以是开路光栅、正负反射型光栅、组合了短路光栅和开路光栅的光栅等。此外,在弹性波装置1h中,具备两个反射器8,但也可以是仅具备两个反射器8中的一个的结构。
(实施方式2)
以下,参照图21对实施方式2涉及的弹性波装置1i进行说明。另外,关于实施方式2涉及的弹性波装置1i,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
实施方式2涉及的弹性波装置1i与实施方式1涉及的弹性波装置1的不同点在于,第1电极51以及第2电极52埋入到声反射层3并与压电体层4相接。
第1电极51以及第2电极52与压电体层4的第2主面42呈面状相接。此外,在第2方向D2上,声反射层3的低声阻抗层31(第3低声阻抗层313)的一部分介于第1电极51与第2电极52之间。在声反射层3中,低声阻抗层31的材料例如为氧化硅,高声阻抗层32的材料例如为Pt。低声阻抗层31之中介于第1电极51与第2电极52之间的部分还具有作为介于第1电极51与第2电极52之间的电介质部的功能。第1电极51以及第2电极52的厚度比低声阻抗层31的厚度薄。由此,第1电极51以及第2电极52不与高声阻抗层32相接。
实施方式2涉及的弹性波装置1i具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1交叉的方向D2上对置。弹性波装置1利用厚度剪切一阶模的体波。压电体层4的材料是铌酸锂或钽酸锂。压电体层4设置在声反射层3上。第1电极51以及第2电极52各自的至少一部分埋入到声反射层3,且与压电体层4相接。
在实施方式2涉及的弹性波装置1i中,能够在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1i的小型化的同时提高Q值,且能够增大电容。
此外,实施方式2涉及的弹性波装置1i具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1交叉的方向D2上对置。在弹性波装置1中,在沿着压电体层4的厚度方向D1的任意的剖面中,将第1电极51和第2电极52的中心线间距离设为p,将压电体层4的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。压电体层4的材料是铌酸锂或钽酸锂。压电体层4设置在声反射层3上。第1电极51以及第2电极52各自的至少一部分埋入到声反射层3,且与压电体层4相接。
在实施方式2涉及的弹性波装置1i中,能够在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1i的小型化的同时提高Q值,且能够增大电容。在实施方式2涉及的弹性波装置1i中,包含作为电介质的一种的氧化硅的低声阻抗层31的一部分介于第1电极51与第2电极52之间,因此能够增大第1电极51与第2电极52之间的电容。此外,在实施方式2涉及的弹性波装置1i中,第1电极51以及第2电极52隔着低声阻抗层31而与包含作为导电体的一种的Pt的高声阻抗层32对置,因此能够进一步增大第1电极51和第2电极52间的电容。
在高声阻抗层32(第2高声阻抗层322)的材料不是金属而是绝缘体的情况下,第1电极51以及第2电极52既可以与高声阻抗层32相接,也可以还埋入到高声阻抗层32。
上述的实施方式2只不过是本发明的各种各样的实施方式之一。只要能够达到本发明的目的,上述的实施方式2就能根据设计等进行各种变更。
(实施方式2的变形例1)
以下,参照图22对实施方式2的变形例1涉及的弹性波装置1j进行说明。另外,关于变形例1涉及的弹性波装置1j,对于与实施方式2涉及的弹性波装置1i同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
在实施方式2的变形例1涉及的弹性波装置1j中,第1电极51以及第2电极52具有底部电极51D、52D和顶部电极51E、52E。底部电极51D、52D埋入到声反射层3,且与压电体层4的第2主面42呈面状相接。顶部电极51E、52E设置在压电体层4的第1主面41上,且与第1主面41呈面状相接。
实施方式2的变形例1涉及的弹性波装置1j与实施方式2涉及的弹性波装置1i相比,能够增大电容。
(实施方式2的其它变形例)
在弹性波装置1j中,顶部电极51E、52E的剖面形状为长方形,但是并不限于此。例如,顶部电极51E、52E也可以像图23A~图23D中的任一者那样是下端的宽度比上端的宽度还宽的形状。由此,能够在不增大顶部电极51E、52E的上表面的宽度的情况下增大第1电极51和第2电极52间的电容。
图23A所示的顶部电极51E、52E在上端侧具有宽度大致恒定的部分,在下端侧具有宽度逐渐变大的部分。此外,图23B所示的顶部电极51E、52E是剖面为梯形的形状。此外,图23C所示的顶部电极51E、52E是末端变宽状的形状,宽度方向的两侧面为曲面。此外,图23D所示的顶部电极51E、52E在上端侧具有剖面为梯形的部分,在下端侧具有宽度比上端侧的剖面为梯形的部分还宽的剖面为梯形的部分。
此外,如图24A~图24C中的任一者所示,弹性波装置1j也可以具备对压电体层4的第1主面41和第1主面41上的顶部电极51E、52E进行覆盖的电介质膜9。在图24A中,电介质膜9的厚度比顶部电极51E、52E的厚度薄,电介质膜9的表面具有沿着基底的形状的凹凸形状。在图24B中,电介质膜9的表面被平坦化,成为平面状。在图24C中,电介质膜9的厚度比顶部电极51E、52E的厚度厚,电介质膜9的表面具有沿着基底的形状的凹凸形状。
另外,这些变形例也能够应用于实施方式1涉及的弹性波装置1以及后述的实施方式3涉及的弹性波装置1k。
(实施方式3)
以下,参照图25以及图26对实施方式3涉及的弹性波装置1k进行说明。另外,关于实施方式3涉及的弹性波装置1k,对于与实施方式1涉及的弹性波装置1同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
实施方式3涉及的弹性波装置1k不具备实施方式1涉及的弹性波装置1的声反射层3。在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,压电体层4设置在支承基板2上。在此,支承基板2是硅基板。压电体层4经由氧化硅膜7而与支承基板2接合。弹性波装置1k还具有空腔26。在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,空腔26与弹性波谐振器5重叠。空腔26处于弹性波谐振器5的正下方。弹性波谐振器5在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下包含第1电极51及第2电极52,以及在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下包含压电体层4之中处于第1电极51与第2电极52之间的部分(规定区域45)。在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,空腔26遍及支承基板2和氧化硅膜7而形成,并使压电体层4的一部分(第2主面42的一部分)露出。在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,弹性波谐振器5不具有实施方式1涉及的弹性波装置1的声反射层3。在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,空腔26与第1布线部61以及第2布线部62各自的一部分重叠。另外,在从压电体层4的厚度方向D1的俯视下,空腔26也可以不与第1布线部61以及第2布线部62各自的一部分重叠。
支承基板2的厚度例如为100μm以上且500μm以下。氧化硅膜7的厚度例如为0.1μm以上且10μm以下。压电体层4的厚度与实施方式1涉及的弹性波装置1的压电体层4的厚度相同。
在弹性波装置1k的制造方法中,例如,在准备了支承基板2之后,进行第1工序~第5工序。在第1工序中,在支承基板2的第1主面21上形成氧化硅膜。在第2工序中,经由氧化硅膜对成为压电体层4的基础的压电体基板和支承基板2进行接合。在第3工序中,通过使压电体基板变薄,从而形成由压电体基板的一部分构成的压电体层4。在第4工序中,对压电体层4形成第1电极51、第2电极52、第1布线部61、第2布线部62、第1端子T1以及第2端子T2。在第5工序中,形成空腔26。在第4工序中,利用光刻技术、蚀刻技术、薄膜形成技术等形成第1电极51、第2电极52、第1布线部61、第2布线部62、第1端子T1以及第2端子T2。在第5工序中,利用光刻技术以及蚀刻技术等对支承基板2以及氧化硅膜中的空腔26的形成预定区域进行蚀刻。在第5工序中,将氧化硅膜作为蚀刻停止层进行蚀刻,然后将氧化硅膜的无用部分蚀刻除去,由此使压电体层4的第2主面42的一部分露出。此外,在第1工序~第5工序中,作为支承基板2而使用硅晶片,作为压电体基板而使用压电体晶片。在弹性波装置1k的制造方法中,通过对包含多个弹性波装置1k的晶片进行切割,从而得到多个弹性波装置1k(芯片)。
弹性波装置1k的制造方法是一个例子,没有特别限定。例如,压电体层4也可以利用成膜技术来形成。在该情况下,弹性波装置1k的制造方法代替第2工序和第3工序而具备对压电体层4进行成膜的工序。通过成膜技术而成膜的压电体层4例如可以为单晶,也可以为双晶。作为成膜技术,例如可列举CVD法,但是并不限于此。
实施方式3涉及的弹性波装置1k与实施方式1涉及的弹性波装置1同样地,具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1交叉的方向D2上对置。弹性波装置1利用厚度剪切一阶模的体波。压电体层4的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极51以及第2电极52各自埋入到压电体层4。通过以上的结构,在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,能够在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1k的尺寸的小型化的同时提高Q值,且能够增大电容。
此外,实施方式3涉及的弹性波装置1k与实施方式1涉及的弹性波装置1同样地,具备压电体层4和第1电极51以及第2电极52。第1电极51以及第2电极52在与压电体层4的厚度方向D1交叉的方向D2上对置。在弹性波装置1中,在沿着压电体层4的厚度方向D1的任意的剖面中,将第1电极51和第2电极52的中心线间距离设为p,将压电体层4的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。压电体层4的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极51以及第2电极52各自埋入到压电体层4。通过以上的结构,在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,能够在谋求从压电体层4的厚度方向D1的俯视下的弹性波装置1k的尺寸的小型化的同时提高Q值,且能够增大电容。
此外,实施方式3涉及的弹性波装置1k通过具备空腔26,从而能够将体波的能量封闭在压电体层4之中,得到良好的Q值。
在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,压电体层4经由氧化硅膜7而与支承基板2接合,但是氧化硅膜7不是必需的构成要素。此外,除了氧化硅膜7以外,还可以在支承基板2与压电体层4之间层叠有其它层。此外,在实施方式3涉及的弹性波装置1k中,空腔26形成为将支承基板2在其厚度方向上贯通,但是并不限于此,也可以不贯通支承基板2,而由形成在支承基板2的第1主面21上的凹部的内部空间构成。此外,弹性波谐振器5也可以包含层叠在压电体层4的第2主面42上的其它膜(例如,氧化硅膜7等电介质膜)。进而,也可以在支承基板2的与压电体层4侧相反侧层叠有如俯视下与空腔26重叠的其它基板。该其它支承基板的材料例如为Si。
上述的实施方式3只不过是本发明的各种各样的实施方式之一。只要能够达到本发明的目的,上述的实施方式3就能根据设计等进行各种变更。
(实施方式3的变形例)
以下,参照图27对实施方式3的变形例涉及的弹性波装置1m进行说明。另外,关于实施方式3涉及的弹性波装置1m,对于与实施方式3涉及的弹性波装置1k同样的构成要素,标注相同的附图标记并省略说明。
实施方式3的变形例涉及的弹性波装置1m与实施方式3涉及的弹性波装置1k的不同点在于,与实施方式1的变形例8涉及的弹性波装置1h(参照图20)同样地还具备两个反射器8。各反射器8的结构与弹性波装置1h的各反射器8相同。
(其它变形例)
例如,也可以像图28所示的弹性波装置1n那样,第1电极51以及第2电极52彼此的剖面形状不同。在此,剖面形状例如是与压电体层4的厚度方向D1和第2方向D2正交的剖面处的形状。在图28中,第1电极51的剖面形状与弹性波装置1b(参照图14)的剖面形状相同,第2电极52的形状与弹性波装置1c(参照图15)的剖面形状相同,但是并不限于它们的组合。
此外,在像实施方式1的变形例1涉及的弹性波装置1a那样构成弹性波滤波器的情况下,也可第1电极51以及第2电极52的形状按每个弹性波谐振器5而不同。此外,也可使第1电极51以及第2电极52的形状在构成串联臂谐振器RS1的弹性波谐振器5和构成并联臂谐振器RS2的弹性波谐振器5中不同。
此外,也可以代替实施方式1的变形例1涉及的弹性波装置1a中的弹性波谐振器5而采用实施方式1的变形例2~变形例8、实施方式2、实施方式2的变形例、实施方式3、实施方式3的变形例、其它变形例等中的任一弹性波谐振器5。
此外,第1电极51以及第2电极52并不限于从压电体层4的厚度方向D1的俯视下为直线状的情况。例如,第1电极51以及第2电极52也可以是曲线状,还可以是包含直线状的部分和曲线状的部分的形状。
此外,在实施方式3涉及的弹性波装置1k以及实施方式3的变形例涉及的弹性波装置1m中,作为第1电极51以及第2电极52,也可以应用与实施方式1的变形例3~变形例8、实施方式2、实施方式2的变形例中的任一者的第1电极51以及第2电极52同样的构造。对于埋入到声反射层3并与压电体层4相接的结构,例如能够设为与压电体层4的第2主面42相接且从空腔26露出的结构。
(方式)
根据以上说明的实施方式等,在本说明书中公开了以下的方式。
第1方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1k;1m;1n)具备压电体层(4)和第1电极(51)以及第2电极(52)。第1电极(51)以及第2电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(D1)交叉的方向(D2)上对置。弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1k;1m;1n)利用厚度剪切一阶模的体波。压电体层(4)的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极(51)以及第2电极(52)各自的至少一部分埋入到压电体层(4)。
在第1方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1k;1m;1n)中,在谋求小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。
第2方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1k;1m;1n)具备压电体层(4)和第1电极(51)以及第2电极(52)。第1电极(51)以及第2电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(D1)交叉的方向(D2)上对置。第1电极(51)以及第2电极(52)是彼此相邻的电极。在弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1k;1m;1n)中,在沿着压电体层(4)的厚度方向(D1)的任意的剖面中,将第1电极(51)和第2电极(52)的中心线间距离设为p,将压电体层(4)的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。压电体层(4)的材料是铌酸锂或钽酸锂。第1电极(51)以及第2电极(52)各自的至少一部分埋入到压电体层(4)。
在第2方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1k;1m;1n)中,在谋求小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。
在第3方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1n)在第1或第2方式中还具备支承基板(2)和声反射层(3)。支承基板(2)具有相互对置的第1主面(21)以及第2主面(22)。声反射层(3)设置在支承基板(2)的第1主面(21)上。压电体层(4)设置在声反射层(3)上。声反射层(3)具有至少一个高声阻抗层(32)和至少一个低声阻抗层(31)。至少一个低声阻抗层(31)的声阻抗比至少一个高声阻抗层(32)的声阻抗低。
第4方式涉及的弹性波装置(1k;1m)在第1或第2方式中还具备支承基板(2)。支承基板(2)具有相互对置的第1主面(21)以及第2主面(22)。压电体层(4)设置在支承基板(2)上。弹性波装置(1k;1m)还具有空腔(26)。在从压电体层(4)的厚度方向(D1)的俯视下,空腔(26)与弹性波谐振器(5)重叠,该弹性波谐振器(5)包含第1电极(51)以及第2电极(52)和压电体层(4)之中处于第1电极(51)与第2电极(52)之间的部分(规定区域45)。空腔(26)相对于压电体层(4)设置在支承基板(2)侧。
第5方式涉及的弹性波装置(1i;1j)具备压电体层(4)和第1电极(51)以及第2电极(52)。第1电极(51)以及第2电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(D1)交叉的方向(D2)上对置。弹性波装置(1;1a)利用厚度剪切一阶模的体波。弹性波装置(1i;1j)还具备声反射层(3)。压电体层(4)的材料是铌酸锂或钽酸锂。压电体层(4)设置在声反射层(3)上。第1电极(51)以及第2电极(52)埋入到声反射层(3),且与压电体层(4)相接。
在第5方式涉及的弹性波装置(1i;1j)中,在谋求小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。
第6方式涉及的弹性波装置(1i;1j)具备压电体层(4)和第1电极(51)以及第2电极(52)。第1电极(51)以及第2电极(52)在与压电体层(4)的厚度方向(D1)交叉的方向(D2)上对置。在弹性波装置(1i;1j)中,在沿着压电体层(4)的厚度方向(D1)的任意的剖面中,将第1电极(51)和第2电极(52)的中心线间距离设为p,将压电体层(4)的厚度设为d,此时,d/p为0.5以下。弹性波装置(1i;1j)还具备声反射层(3)。压电体层(4)的材料是铌酸锂或钽酸锂。压电体层(4)设置在声反射层(3)上。第1电极(51)以及第2电极(52)埋入到声反射层(3),且与压电体层(4)相接。
在第6方式涉及的弹性波装置(1i;1j)中,在谋求小型化的同时还能够提高Q值,且能够增大电容。
在第7方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;1n)中,在第2或第6方式中,d/p为0.24以下。
在第7方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;1n)中,能够使相对带宽更大。
在第8方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;1n)中,在第7方式中,第1电极(51)和第2电极(52)是彼此相邻的电极。第1电极(51)具有第1电极主部(510),第2电极(52)具有第2电极主部(520)。第1电极主部(510)在第1电极(51)和第2电极(52)对置的方向上与第2电极(52)交叉。第2电极(52)在第1电极(51)和第2电极(52)对置的方向上与第1电极(51)交叉。压电体层(4)具有规定区域(45)。规定区域(45)是如下的区域,即,在从压电体层(4)的厚度方向(D1)的俯视下,在压电体层(4)之中,在第1电极(51)和第2电极(52)对置的方向(D2)上与第1电极(51)和第2电极(52)双方交叉,并处于第1电极(51)与第2电极(52)之间。弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m)满足下述的条件。条件是MR≤1.75×(d/p)+0.075。在此,S1是从压电体层(4)的厚度方向(D1)的俯视下的第1电极主部(510)的面积。S2是从压电体层(4)的厚度方向(D1)的俯视下的第2电极主部(520)的面积。S0是从压电体层(4)的厚度方向(D1)的俯视下的规定区域(45)的面积。MR是由(S1+S2)/(S1+S2+S0)规定的构造参数。
在第8方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;1n)中,能够抑制频带内的杂散。
在第9方式涉及的弹性波装置(1b;1d)中,在第1~第8方式中的任一方式中,第1电极(51)贯通了压电体层(4)。
在第9方式涉及的弹性波装置(1b;1d)中,与第1电极(51)不贯通压电体层(4)的情况相比,能够增大电容。
在第10方式涉及的弹性波装置(1d;1g;1j)中,在第1~第9方式中的任一方式中,第1电极(51)具有从压电体层(4)突出的部分。
在第10方式涉及的弹性波装置(1d;1g;1j)中,能够使散热性提高。
在第11方式涉及的弹性波装置(1d)中,在第1~第9方式中的任一方式中,压电体层(4)具有在厚度方向(D1)上对置的第1主面(41)以及第2主面(42)。第1电极(51)具有贯通部分(51A)、第1突出部分(51B)以及第2突出部分(51C)。贯通部分(51A)贯通了压电体层(4)。第1突出部分(51B)与贯通部分(51A)相连,比压电体层(4)的第1主面(41)突出。第2突出部分(51C)与贯通部分(51A)相连,比压电体层(4)的第2主面(42)突出。
在第11方式涉及的弹性波装置(1d)中,能够使电容更大。
在第12方式涉及的弹性波装置(1d)中,在第11方式中,第1突出部分(51B)的突出尺寸(HB1)大于第2突出部分(51C)的突出尺寸(HC1)。
在第12方式涉及的弹性波装置(1d)中,能够使散热性提高。
在第13方式涉及的弹性波装置(1g)中,在第1或第2方式中,第1电极(51)具有在压电体层(4)的厚度方向(D1)上排列的多个导体部(516、517、518)。
在第13方式涉及的弹性波装置(1g)中,能够使电容更大。
在第14方式涉及的弹性波装置(1n)中,在第1~第12方式中的任一方式中,第1电极(51)以及第2电极(52)彼此的剖面形状不同。
第15方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;1n)在第1~第14方式中的任一方式中,包含多个第1电极(51),且包含多个第2电极(52)。多个第1电极(51)和多个第2电极(52)各一个地交替排列。弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;1n)还具备第1布线部(61)和第2布线部(62)。第1布线部(61)连接有多个第1电极(51)。第2布线部(62)连接有多个第2电极(52)。
在第15方式涉及的弹性波装置(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j;1k;1m;In)中,能够使电容更大。
第16方式涉及的弹性波装置(1a)在第1~第15方式中的任一方式中是具备多个弹性波谐振器(5)的弹性波滤波器。多个弹性波谐振器(5)各自是包含第1电极(51)以及第2电极(52)的谐振器。压电体层(4)在多个弹性波谐振器(5)中被共用。
第16方式涉及的弹性波装置(1a)能够应对高频化。
附图标记说明
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1m、1n:弹性波装置;
1r:弹性波装置;
2:支承基板;
21:第1主面;
22:第2主面;
3:声反射层;
31:低声阻抗层;
311:第1低声阻抗层;
312:第2低声阻抗层;
313:第3低声阻抗层;
32:高声阻抗层;
321:第1高声阻抗层;
322:第2高声阻抗层;
4:压电体层;
41:第1主面;
42:第2主面;
45:规定区域;
451:第1区域;
452:第2区域;
5:弹性波谐振器;
51:第1电极;
51A:贯通部分;
51B:第1突出部分;
51C:第2突出部分;
51D:底部电极;
51E:顶部电极;
510:第1电极主部;
511:第1主面;
512:第2主面;
513:侧面;
514:部分;
515:部分;
516:导体部;
517:导体部;
518:导体部;
52:第2电极;
52A:贯通部分;
52B:第1突出部分;
52C:第2突出部分;
52D:底部电极;
52E:顶部电极;
520:第2电极主部;
521:第1主面;
522:第2主面;
523:侧面;
524:部分;
525:部分;
526:导体部;
527:导体部;
528:导体部;
61:第1布线部;
611:第1汇流条;
62:第2布线部;
621:第2汇流条;
7:氧化硅膜;
8:反射器;
81:电极指;
9:电介质膜;
12:第1路径;
13:第2路径;
14:第2路径;
15:输入端子;
16:输出端子;
17:接地端子;
18:接地端子;
RS1:串联臂谐振器;
RS2:并联臂谐振器;
D1:厚度方向(第1方向);
D2:第2方向;
D3:第3方向;
DA1:第1分布区域;
DA2:第2分布区域;
DL1:近似直线(第1近似直线);
DL2:近似直线(第2近似直线);
HB1:突出尺寸;
HB2:突出尺寸;
HC1:突出尺寸;
HC2:突出尺寸;
MR:构造参数;
N1:节点;
N2:节点;
PZ1:极化方向;
T1:第1端子;
T2:第2端子;
VP1:假想平面;
d:压电体层的厚度;
p:中心线间距离。
Claims (16)
1.一种弹性波装置,具备:
压电体层;和
第1电极以及第2电极,在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置,
所述弹性波装置利用厚度剪切一阶模的体波,
其中,
所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂,
所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述压电体层。
2.一种弹性波装置,具备:
压电体层;和
第1电极以及第2电极,在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置,
所述第1电极以及所述第2电极是彼此相邻的电极,
在沿着所述压电体层的厚度方向的任意的剖面中,将所述第1电极和所述第2电极的中心线间距离设为p,将所述压电体层的厚度设为d,此时,
d/p为0.5以下,
其中,
所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂,
所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述压电体层。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置,其中,
所述弹性波装置还具备:
支承基板,具有相互对置的第1主面以及第2主面;和
声反射层,设置在所述支承基板的所述第1主面上,
所述压电体层设置在所述声反射层上,
所述声反射层具有:
至少一个高声阻抗层;和
至少一个低声阻抗层,声阻抗比所述至少一个高声阻抗层低。
4.根据权利要求1或2所述的弹性波装置,其中,
所述弹性波装置还具备:支承基板,具有相互对置的第1主面以及第2主面,
所述压电体层设置在所述支承基板上,
所述弹性波装置还具有空腔,
所述空腔在从所述压电体层的厚度方向的俯视下与弹性波谐振器重叠,所述弹性波谐振器包含所述第1电极以及所述第2电极和所述压电体层之中处于所述第1电极与所述第2电极之间的部分,
所述空腔相对于所述压电体层设置在所述支承基板侧。
5.一种弹性波装置,具备:
压电体层;和
第1电极以及第2电极,在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置,
所述弹性波装置利用厚度剪切一阶模的体波,
其中,
所述弹性波装置还具备声反射层,
所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂,
所述压电体层设置在所述声反射层上,
所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述声反射层,且与所述压电体层相接。
6.一种弹性波装置,具备:
压电体层;和
第1电极以及第2电极,在与所述压电体层的厚度方向交叉的方向上对置,
在沿着所述压电体层的厚度方向的任意的剖面中,将所述第1电极和所述第2电极的中心线间距离设为p,将所述压电体层的厚度设为d,此时,
d/p为0.5以下,
其中,
所述弹性波装置还具备声反射层,
所述压电体层的材料是铌酸锂或钽酸锂,
所述压电体层设置在所述声反射层上,
所述第1电极以及所述第2电极各自的至少一部分埋入到所述声反射层,且与所述压电体层相接。
7.根据权利要求2或6所述的弹性波装置,其中,
所述d/p为0.24以下。
8.根据权利要求7所述的弹性波装置,其中,
所述第1电极和所述第2电极是彼此相邻的电极,
所述第1电极具有在所述第1电极和所述第2电极对置的方向上与所述第2电极交叉的第1电极主部,
所述第2电极具有在所述第1电极和所述第2电极对置的方向上与所述第1电极交叉的第2电极主部,
所述压电体层具有:规定区域,在从所述压电体层的厚度方向的俯视下,在所述压电体层之中,在所述第1电极和所述第2电极对置的方向上与所述第1电极和所述第2电极双方交叉,并处于所述第1电极与所述第2电极之间,
在从所述压电体层的厚度方向的俯视下,
将所述第1电极主部的面积设为S1,
将所述第2电极主部的面积设为S2,
将所述规定区域的面积设为S0,
将由(S1+S2)/(S1+S2+S0)规定的构造参数设为MR,此时,
所述弹性波装置满足下述的条件,
所述条件是
MR≤1.75×(d/p)+0.075。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1电极贯通了所述压电体层。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1电极具有从所述压电体层突出的部分。
11.根据权利要求1~9中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述压电体层具有在所述厚度方向上对置的第1主面以及第2主面,
所述第1电极具有:
贯通部分,贯通了所述压电体层;
第1突出部分,与所述贯通部分相连,比所述压电体层的所述第1主面突出;和
第2突出部分,与所述贯通部分相连,比所述压电体层的所述第2主面突出。
12.根据权利要求11所述的弹性波装置,其中,
所述第1突出部分的突出尺寸大于所述第2突出部分的突出尺寸。
13.根据权利要求1或2所述的弹性波装置,其中,
所述第1电极具有在所述压电体层的厚度方向上排列的多个导体部。
14.根据权利要求1~12中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述第1电极以及所述第2电极彼此的剖面形状不同。
15.根据权利要求1~14中的任一项所述的弹性波装置,其中,
包含多个所述第1电极,且包含多个所述第2电极,
多个所述第1电极和多个所述第2电极各一个地交替排列,
所述弹性波装置还具备:
第1布线部,与多个所述第1电极连接;和
第2布线部,与多个所述第2电极连接。
16.根据权利要求1~15中的任一项所述的弹性波装置,其中,
所述弹性波装置是具备多个弹性波谐振器的弹性波滤波器,
所述多个弹性波谐振器各自是包含所述第1电极以及所述第2电极的谐振器,
所述压电体层在所述多个弹性波谐振器中被共用。
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