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JP2012227626A - Surface acoustic wave element - Google Patents

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JP2012227626A JP2011091543A JP2011091543A JP2012227626A JP 2012227626 A JP2012227626 A JP 2012227626A JP 2011091543 A JP2011091543 A JP 2011091543A JP 2011091543 A JP2011091543 A JP 2011091543A JP 2012227626 A JP2012227626 A JP 2012227626A
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acoustic wave
dielectric film
surface acoustic
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idt electrode
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徹 治部
Hiroyuki Nakamura
弘幸 中村
Hidekazu Nakanishi
秀和 中西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration of passing properties as a filter in a surface acoustic wave element coated with a dielectric film.SOLUTION: A surface acoustic wave element includes: a piezoelectric substrate; at least a pair of IDT electrodes formed on the piezoelectric substrate; and a dielectric film that coats at least a part of each of the piezoelectric substrate and the IDT electrodes. The piezoelectric substrate is a lithium tantalate substrate having a cut angle in a range of Euler angle (-10 degrees to 10 degrees, 125 degrees to 140 degrees, and -10 degrees to 10 degrees). The dielectric film includes: a first dielectric film which is composed mainly of silicon dioxide, and coats a region where a plurality of electrode fingers included in at least the IDT electrodes are arranged; and a second dielectric film which is composed mainly of silicon nitride, and coats the first dielectric film. An acoustic velocity of a surface acoustic wave propagated on the electrode fingers of the IDT electrodes is in a range of 4000 m/s to 4100 m/s.

Description

本発明は、帯域フィルタ等に用いられる弾性表面波素子に関するものである。   The present invention relates to a surface acoustic wave device used for a band-pass filter or the like.

近年、携帯電話等の情報通信機器などの分野において、共振子、フィルタなどの回路素子として、圧電基板の表面に電極を形成した弾性表面波素子が用いられている。このような弾性表面波素子の一例を図12に示す。図12の(a)は、弾性表面波素子900の上面図である。弾性表面波素子900は、圧電基板901に1対の櫛形のIDT電極902と、2つの反射器903を配置して形成されている。IDT電極902はそれぞれ、バスバー911および当該バスバー911から延伸する複数の電極指912を有する。IDT電極902のそれぞれの電極指912は、他方のIDT電極902の電極指912と交互に並ぶよう配置される。また、反射器903は、これらのIDT電極902をはさんで、1つずつ配置される。また、図12の(b)は、他の弾性表面波素子920の上面図である。弾性表面波素子920は弾性表面波素子900において、IDT電極902がバスバー911から電極指912と交互に延伸するダミー電極指913をさらに有し、電極指912が、他方のIDT電極902のダミー電極指913と対向するよう配置されたものである。これらの電極指912が交互に並んだ領域のうち各電極指912の先端部分を除いた領域を含む帯状の領域である交差領域は、弾性波の主要な伝播路として利用される。   In recent years, surface acoustic wave elements in which electrodes are formed on the surface of a piezoelectric substrate have been used as circuit elements such as resonators and filters in the field of information communication devices such as cellular phones. An example of such a surface acoustic wave element is shown in FIG. FIG. 12A is a top view of the surface acoustic wave element 900. The surface acoustic wave element 900 is formed by arranging a pair of comb-shaped IDT electrodes 902 and two reflectors 903 on a piezoelectric substrate 901. Each IDT electrode 902 has a bus bar 911 and a plurality of electrode fingers 912 extending from the bus bar 911. The electrode fingers 912 of the IDT electrode 902 are arranged so as to be alternately arranged with the electrode fingers 912 of the other IDT electrode 902. Further, the reflectors 903 are arranged one by one with the IDT electrodes 902 interposed therebetween. FIG. 12B is a top view of another surface acoustic wave element 920. The surface acoustic wave element 920 in the surface acoustic wave element 900 further includes dummy electrode fingers 913 in which the IDT electrodes 902 extend alternately with the electrode fingers 912 from the bus bar 911, and the electrode fingers 912 are dummy electrodes of the other IDT electrode 902. It is arranged to face the finger 913. Among the regions where the electrode fingers 912 are alternately arranged, an intersecting region which is a band-like region including a region excluding the tip portion of each electrode finger 912 is used as a main propagation path of elastic waves.

また、電極に誘電体膜を被覆した弾性表面波素子が提案されている。例えば、特許文献1は、図13に示す弾性表面波素子940を開示している。図13は、弾性表面波素子940を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った断面図である。弾性表面波素子940は、圧電基板941に第1の誘電体膜944を被覆し、誘電体膜941上に、2対のIDT電極942を配置し、さらに、第1の誘電体膜944およびIDT電極942を、耐湿性を有する第2の誘電体膜945で被覆して形成される。これにより、IDT電極942の湿気による腐食を防止している。   A surface acoustic wave element in which an electrode is coated with a dielectric film has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a surface acoustic wave element 940 shown in FIG. FIG. 13 is a top view transparently depicting the surface acoustic wave element 940 and a sectional view taken along the line AA ′. In the surface acoustic wave element 940, the piezoelectric substrate 941 is covered with the first dielectric film 944, two pairs of IDT electrodes 942 are disposed on the dielectric film 941, and the first dielectric film 944 and the IDT are further disposed. The electrode 942 is formed by covering with a second dielectric film 945 having moisture resistance. This prevents corrosion of the IDT electrode 942 due to moisture.

また、特許文献2は、図14に示す弾性表面波素子960を開示している。図14は、弾性表面波素子960を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った断面図である。弾性表面波素子960は、圧電基板である水晶基板961上に、その水晶基板961の使用環境温度範囲におけるTCF(周波数温度係数)値がマイナスとなるよう所定膜厚の1対のIDT電極962および反射器963を配置し、さらに、IDT電極962および反射器963を当該温度におけるTCF値がプラスである誘電体等の薄膜で被覆して形成される。これにより、使用環境温度範囲の中心でTCF値が相殺されて0となり、温度範囲の周波数変動が低減される。   Patent Document 2 discloses a surface acoustic wave element 960 shown in FIG. FIG. 14 is a top view transparently depicting the surface acoustic wave element 960 and a cross-sectional view along the line AA ′. The surface acoustic wave element 960 includes a pair of IDT electrodes 962 having a predetermined film thickness on a quartz substrate 961 which is a piezoelectric substrate, so that the TCF (frequency temperature coefficient) value in the operating environment temperature range of the quartz substrate 961 is negative. The reflector 963 is disposed, and the IDT electrode 962 and the reflector 963 are formed by covering with a thin film such as a dielectric having a positive TCF value at the temperature. As a result, the TCF value is canceled out at the center of the use environment temperature range and becomes 0, and the frequency variation in the temperature range is reduced.

特開2002−151997号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-151997 特開2005−65160号公報JP 2005-65160 A

上述のように、弾性表面波素子の保護やTCF値の低減のため、圧電基板やIDT電極を誘電体膜で被覆した場合、IDT電極における共振周波数でのQ値が低下し、弾性表面波素子のフィルタとしての通過特性が劣化するという課題がある。   As described above, when a piezoelectric substrate or IDT electrode is covered with a dielectric film in order to protect the surface acoustic wave element or reduce the TCF value, the Q value at the resonance frequency of the IDT electrode is reduced, and the surface acoustic wave element There is a problem that the pass characteristic as a filter deteriorates.

それゆえに、本発明の目的は、誘電体膜を被覆した弾性表面波素子において、フィルタとしての通過特性の劣化を抑制することである。   Therefore, an object of the present invention is to suppress the deterioration of the pass characteristics as a filter in a surface acoustic wave element coated with a dielectric film.

本発明は、圧電基板と、当該圧電基板上に形成される少なくとも1組のIDT電極と、当該圧電基板および当該IDT電極の少なくとも一部を被覆する誘電体膜とを備える弾性表面波素子であって、圧電基板は、オイラー角(−10°〜10°,125°〜140°,−10°〜10°)の範囲のカット角のリチウムタンタレート基板であり、誘電体膜は、二酸化珪素を主成分とし、少なくともIDT電極が有する複数の電極指が並ぶ領域を被覆する第1の誘電体膜、および、窒化珪素を主成分とし、当該第1の誘電体膜を被覆する第2の誘電体膜を含み、IDT電極の電極指上に伝搬する弾性表面波の音速が4000m/s〜4100m/sの範囲内である。   The present invention is a surface acoustic wave device including a piezoelectric substrate, at least one set of IDT electrodes formed on the piezoelectric substrate, and a dielectric film covering at least a part of the piezoelectric substrate and the IDT electrode. The piezoelectric substrate is a lithium tantalate substrate having a cut angle in the range of Euler angles (-10 ° to 10 °, 125 ° to 140 °, -10 ° to 10 °), and the dielectric film is made of silicon dioxide. A first dielectric film that covers at least a region in which a plurality of electrode fingers of the IDT electrode are arranged, and a second dielectric that has silicon nitride as a main component and covers the first dielectric film The speed of sound of the surface acoustic wave including the film and propagating on the electrode finger of the IDT electrode is in the range of 4000 m / s to 4100 m / s.

また、第1および第2の誘電体膜の各膜厚H1およびH2が、関係式0.3≦H2/H1≦1.2を満たすことが好ましい。   Further, it is preferable that the film thicknesses H1 and H2 of the first and second dielectric films satisfy the relational expression 0.3 ≦ H2 / H1 ≦ 1.2.

あるいは、第1および第2の誘電体膜の各膜厚を、IDT電極が励起する弾性表面波の波長λで除算した正規化膜厚Hλ1およびHλ2が、関係式0.9×(−0.5×Hλ12+0.295×Hλ1+0.0362)≦Hλ2≦1.1×(−0.5×Hλ12+0.295×Hλ1+0.0362)を満たすことが好ましい。 Alternatively, normalized film thicknesses Hλ1 and Hλ2 obtained by dividing the film thicknesses of the first and second dielectric films by the wavelength λ of the surface acoustic wave excited by the IDT electrode are expressed by the relational expression 0.9 × (−0. 5 × Hλ1 2 + 0.295 × Hλ1 + 0.0362) ≦ Hλ2 ≦ 1.1 × (−0.5 × Hλ1 2 + 0.295 × Hλ1 + 0.0362) is preferably satisfied.

あるいは、第1の誘電体膜の膜厚は、IDT電極の膜厚以下であることが好ましい。   Alternatively, the thickness of the first dielectric film is preferably equal to or less than the thickness of the IDT electrode.

本発明によれば、誘電体膜を被覆した弾性表面波素子において、フィルタとしての通過特性の劣化を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration of the passage characteristic as a filter can be suppressed in the surface acoustic wave element which coat | covered the dielectric film.

本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の上面図および拡大断面図The top view and expanded sectional view of the surface acoustic wave element concerning the embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係る周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係る周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係る周波数特性を示す図The figure which shows the frequency characteristic which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係るQ値を示す図The figure which shows Q value which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係るQ値を示す図The figure which shows Q value which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係る膜厚を示す図The figure which shows the film thickness which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element concerning embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の拡大断面図Enlarged sectional view of a surface acoustic wave device according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の検討例に係るTCF値を示す図The figure which shows the TCF value which concerns on the examination example of the surface acoustic wave element which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る弾性表面波素子の変形例を示す拡大断面図Enlarged sectional view showing a modification of the surface acoustic wave element according to the embodiment of the present invention 従来の弾性表面波素子の上面図Top view of a conventional surface acoustic wave device 従来の弾性表面波素子の上面図および断面図Top view and sectional view of a conventional surface acoustic wave device 従来の弾性表面波素子の上面図および断面図Top view and sectional view of a conventional surface acoustic wave device

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について以下に説明する。図1は本実施形態に係る弾性表面波素子100を透過的に描いた上面図およびそのA−A´線に沿った拡大断面図である。弾性表面波素子100は、圧電基板101に2つのIDT電極102と、2つの反射器103を配置して構成される共振子である。IDT電極102はそれぞれ、バスバー111および当該バスバー111から交互に延伸する複数の電極指112およびダミー電極指113を有する。IDT電極102のそれぞれの電極指112は、他方のIDT電極102の電極指112と交互に並び、かつ、先端が他方のIDT電極102のダミー電極指113の先端と対向するよう配置される。また、反射器103はこれらのIDT電極をはさんで、1つずつ配置される。また、圧電基板101、IDT電極102および反射器103は、第1の誘電体膜104および、第1の誘電体膜より音速が速い第2の誘電体膜105によって被覆されている。IDT電極102上の電極指112が交互に並んだ領域である交差領域は、弾性波の主要な伝播路として利用され、共振器を構成する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a top view transparently depicting the surface acoustic wave device 100 according to the present embodiment and an enlarged cross-sectional view along the line AA ′. The surface acoustic wave element 100 is a resonator configured by arranging two IDT electrodes 102 and two reflectors 103 on a piezoelectric substrate 101. Each IDT electrode 102 has a bus bar 111 and a plurality of electrode fingers 112 and dummy electrode fingers 113 extending alternately from the bus bar 111. The electrode fingers 112 of the IDT electrode 102 are alternately arranged with the electrode fingers 112 of the other IDT electrode 102, and are arranged so that the tip faces the tip of the dummy electrode finger 113 of the other IDT electrode 102. Further, the reflectors 103 are arranged one by one with these IDT electrodes sandwiched therebetween. In addition, the piezoelectric substrate 101, the IDT electrode 102, and the reflector 103 are covered with a first dielectric film 104 and a second dielectric film 105 whose sound speed is faster than that of the first dielectric film. An intersecting region, which is a region where the electrode fingers 112 on the IDT electrode 102 are alternately arranged, is used as a main propagation path of an elastic wave and constitutes a resonator.

圧電基板101としては、そのカット角および伝播角を右手系直交座標のオイラー角(φ,θ,ψ)で表した場合、φは−10°以上10°以下、θは125°以上140°以下、ψは、−10°以上10°以下の範囲のリチウムタンタレート(LiTaO3)が好適である。このオイラー角を有するリチウムタンタレートを圧電基板101として用いると、IDT電極102によって励振される主要弾性波はSH (Shear Horizontal)波となり得る。また、IDT電極102および反射器103としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、チタン、タングステン、モリブデン、白金、またはクロムからなる単体金属、もしくはこれらを主成分とする合金、またはこれらの金属を積層させた積層体からなる電極が用いられる。また、第1の誘電体膜104は、二酸化珪素を主成分とすることが好適である。また、第2の誘電体膜105は、窒化珪素を主成分とすることが好適である。 As for the piezoelectric substrate 101, when the cut angle and propagation angle are represented by Euler angles (φ, θ, ψ) of right-handed orthogonal coordinates, φ is −10 ° to 10 °, and θ is 125 ° to 140 °. , Ψ is preferably lithium tantalate (LiTaO 3 ) in the range of −10 ° to 10 °. When lithium tantalate having this Euler angle is used as the piezoelectric substrate 101, the main elastic wave excited by the IDT electrode 102 can be a SH (Shear Horizontal) wave. Further, as the IDT electrode 102 and the reflector 103, for example, a single metal made of aluminum, copper, silver, gold, titanium, tungsten, molybdenum, platinum, or chromium, an alloy containing these as a main component, or these metals An electrode made of a laminate obtained by laminating is used. The first dielectric film 104 is preferably mainly composed of silicon dioxide. The second dielectric film 105 is preferably composed mainly of silicon nitride.

弾性表面波素子100のQ値を向上するための第1の誘電体膜104および第2の誘電体膜105の各膜厚の条件の検討例を以下に説明する。   A study example of the conditions of the thicknesses of the first dielectric film 104 and the second dielectric film 105 for improving the Q value of the surface acoustic wave element 100 will be described below.

図2は、第2の誘電体膜105の膜厚を0.01λとした場合について、第1の誘電体膜104の膜厚を、0λ(なし)、0.05λ、0.10λおよび0.15λと変えた場合の、各周波数における弾性表面波素子100のS21値(透過係数)を示した図である。なお、ここでλは、IDT電極102の電極指112の間隔の2倍で定まる励起波の波長である。また、図3、図4および図5は、第2の誘電体膜105の膜厚を0.03λ、0.05λおよび0.07λとした場合について、図1と同様に示した図である。なお、ここでは、IDT電極102の膜厚を0.08λとしている。第1の誘電体膜104の膜厚が同一の場合、図2〜5に示す範囲において、第2の誘電体膜105の膜厚が増加するほど、共振周波数におけるS21値が低下し、弾性表面波素子100の反共振周波数におけるQ値が改善される傾向が分かる。 2 shows that when the thickness of the second dielectric film 105 is 0.01λ, the thickness of the first dielectric film 104 is 0λ (none), 0.05λ, 0.10λ, and 0. when changing the 15Ramuda, a diagram showing the S 21 value of the surface acoustic wave element 100 (transmission coefficient) at each frequency. Here, λ is the wavelength of the excitation wave determined by twice the interval between the electrode fingers 112 of the IDT electrode 102. 3, 4, and 5 are views similar to FIG. 1 when the thickness of the second dielectric film 105 is set to 0.03λ, 0.05λ, and 0.07λ. Here, the film thickness of the IDT electrode 102 is 0.08λ. When the film thickness of the first dielectric film 104 is the same, the S 21 value at the resonance frequency decreases as the film thickness of the second dielectric film 105 increases within the range shown in FIGS. It can be seen that the Q value at the antiresonance frequency of the surface acoustic wave device 100 tends to be improved.

図6は、第2の誘電体膜105の膜厚と、弾性表面波素子100の反共振周波数におけるQ値との関係を、第1の誘電体膜104の膜厚ごとに示した図である。各膜厚を変えると、共振周波数における弾性表面波の音速も変化する。図7は、図6において、第2の誘電体膜105の膜厚の代わりに、共振周波数における弾性表面波の音速を横軸に取った図である。図7によれば、第1の誘電体膜104の膜厚がいずれであっても、音速が4000m/s以上かつ4100m/sの範囲となるように、第2の誘電体膜105の膜厚を選ぶことで、大きなQ値が得られる。また、この範囲において、第1の誘電体膜104の膜厚をH1、第2の誘電体膜105の膜厚をH2とすると、H2/H1の値は、概ね0.3以上1.2以下となる。したがって、H1およびH2をこの範囲内となるようにすることで、大きなQ値が得られる。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the second dielectric film 105 and the Q value at the antiresonance frequency of the surface acoustic wave element 100 for each film thickness of the first dielectric film 104. . When each film thickness is changed, the sound velocity of the surface acoustic wave at the resonance frequency also changes. FIG. 7 is a diagram in which the horizontal axis represents the speed of sound of the surface acoustic wave at the resonance frequency instead of the thickness of the second dielectric film 105 in FIG. According to FIG. 7, regardless of the thickness of the first dielectric film 104, the film thickness of the second dielectric film 105 is set so that the sound velocity is in the range of 4000 m / s or more and 4100 m / s. By selecting, a large Q value can be obtained. In this range, if the thickness of the first dielectric film 104 is H1 and the thickness of the second dielectric film 105 is H2, the value of H2 / H1 is approximately 0.3 or more and 1.2 or less. It becomes. Therefore, a large Q value can be obtained by setting H1 and H2 within this range.

図8は、図6に基づき、第1の誘電体膜104の各膜厚においてQ値が最大となる第2の誘電体膜105の膜厚をプロットし、2次関数で補間したグラフである。この2次関数による補間式は、第1の誘電体膜104および第2の誘電体膜105の各膜厚を励起波長λで除算した正規化膜厚Hλ1およびHλ2を用いて、Hλ2=−0.5×Hλ12+0.295×Hλ1+0.0362と表される。ここで、右辺をf(Hλ1)とする。決定係数R2は0.9966であり、Hλ2=f(Hλ1)は良好な補間式であるといえる。Hλ1に対して、Hλ2を、0.9×f(Hλ1)以上かつ1.1×f(Hλ1)の範囲とすると、大きなQ値が得られる。 FIG. 8 is a graph obtained by plotting the thickness of the second dielectric film 105 having the maximum Q value at each film thickness of the first dielectric film 104 and interpolating with a quadratic function based on FIG. . This quadratic function interpolation formula uses Hλ2 = −0 using normalized film thicknesses Hλ1 and Hλ2 obtained by dividing the film thicknesses of the first dielectric film 104 and the second dielectric film 105 by the excitation wavelength λ. .5 × Hλ1 2 + 0.295 × Hλ1 + 0.0362. Here, let the right side be f (Hλ1). The determination coefficient R 2 is 0.9966, and it can be said that Hλ2 = f (Hλ1) is a good interpolation formula. A large Q value is obtained when Hλ2 is set to 0.9 × f (Hλ1) or more and 1.1 × f (Hλ1) with respect to Hλ1.

また、第1の誘電体膜104の膜厚H1を、IDT電極102の膜厚H3以下としてもよい。図9に、この場合の弾性表面波素子100の拡大断面図を示す。第1の誘電体膜104の膜厚H1を、IDT電極102の膜厚H3以下とすることで、IDT電極102を伝搬する弾性波の反射率を十分に確保するとともに、弾性表面波素子100の電気機械結合係数を確保することができる。   The film thickness H1 of the first dielectric film 104 may be equal to or less than the film thickness H3 of the IDT electrode 102. FIG. 9 shows an enlarged cross-sectional view of the surface acoustic wave element 100 in this case. By setting the film thickness H1 of the first dielectric film 104 to be equal to or less than the film thickness H3 of the IDT electrode 102, the reflectance of the elastic wave propagating through the IDT electrode 102 is sufficiently secured, and the surface acoustic wave element 100 has An electromechanical coupling coefficient can be ensured.

IDT電極102の膜厚H3は、第1の誘電体膜104の膜厚H1と第2の誘電体膜105の膜厚H2との和H1+H2より小さいものとし、IDT電極102の上面を、少なくとも第2の誘電体膜105で被覆して、耐湿性を向上することが望ましい。しかし、IDT電極102の膜厚H3を、第1の誘電体膜104の膜厚H1と第2の誘電体膜105の膜厚H2との和H1+H2以上とし、IDT電極102の上面が、第2の誘電体膜105から露出する構成としてもよい。   The film thickness H3 of the IDT electrode 102 is smaller than the sum H1 + H2 of the film thickness H1 of the first dielectric film 104 and the film thickness H2 of the second dielectric film 105. It is desirable to improve the moisture resistance by covering with the second dielectric film 105. However, the film thickness H3 of the IDT electrode 102 is not less than the sum H1 + H2 of the film thickness H1 of the first dielectric film 104 and the film thickness H2 of the second dielectric film 105, and the upper surface of the IDT electrode 102 is The dielectric film 105 may be exposed.

図10は、第1の誘電体膜104の膜厚と、弾性表面波素子100の共振周波数および反共振周波数における、TCF値との関係を示す図である。一般的に使用される、リチウムタンタレートを圧電基板とする弾性波デバイスにおいては、TCF値は−50ppm/K程度であるが、弾性表面波素子100においてはTCF値がこれより改善されており、第1の誘電体膜104を設けることによる温度特性改善の効果が損なわれていないことが確認できる。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the first dielectric film 104 and the TCF value at the resonance frequency and antiresonance frequency of the surface acoustic wave element 100. In a generally used acoustic wave device using lithium tantalate as a piezoelectric substrate, the TCF value is about −50 ppm / K. However, in the surface acoustic wave device 100, the TCF value is further improved. It can be confirmed that the effect of improving the temperature characteristics by providing the first dielectric film 104 is not impaired.

なお、本実施形態では、第1の誘電体膜104および第2の誘電体膜105は、それぞれの上面が平坦となるように形成されるものとしたが、凸部が形成されるものとしてもよい。図11の(a)および(b)に、このような凸部が形成された場合の弾性表面波素子100の拡大断面図を示す。第1の誘電体膜104および第2の誘電体膜105は、IDT電極102を被覆する部分が盛り上がり、凸部が形成されている。また、図11の(b)に示すように、第1の誘電体膜104の膜厚H1を、IDT電極102の膜厚H3以下とすると、上述のように、IDT電極102を伝搬する弾性波の反射率を十分に確保するとともに、弾性表面波素子100の電気機械結合係数を確保することができる。   In the present embodiment, the first dielectric film 104 and the second dielectric film 105 are formed so that the upper surfaces thereof are flat, but the protrusions may be formed. Good. FIGS. 11A and 11B are enlarged cross-sectional views of the surface acoustic wave element 100 in the case where such convex portions are formed. In the first dielectric film 104 and the second dielectric film 105, a portion covering the IDT electrode 102 is raised and a convex portion is formed. As shown in FIG. 11B, if the film thickness H1 of the first dielectric film 104 is set to be equal to or less than the film thickness H3 of the IDT electrode 102, the elastic wave propagating through the IDT electrode 102 as described above. Of the surface acoustic wave element 100 can be secured.

また、本実施形態では、IDT電極102は、ダミー電極指113を備えているが、図12の(b)に示すように、ダミー電極指113を備えていなくてもよい。   Further, in this embodiment, the IDT electrode 102 includes the dummy electrode finger 113, but the dummy electrode finger 113 may not be provided as illustrated in FIG.

本発明は、情報通信機器等に用いられる弾性表面波素子において有用である。   The present invention is useful in a surface acoustic wave device used for information communication equipment and the like.

100、900、920、940、960 弾性表面波素子
101、901、941、961 圧電基板
102、902、942、962 IDT電極
103、903、963 反射器
104、944 第1の誘電体膜
105、945 第2の誘電体膜
111、911 バスバー
112、912 電極指
113、913 ダミー電極指
100, 900, 920, 940, 960 Surface acoustic wave element 101, 901, 941, 961 Piezoelectric substrate 102, 902, 942, 962 IDT electrode 103, 903, 963 Reflector 104, 944 First dielectric film 105, 945 Second dielectric film 111, 911 Bus bar 112, 912 Electrode finger 113, 913 Dummy electrode finger

Claims (4)

圧電基板と、当該圧電基板上に形成される少なくとも1組のIDT電極と、当該圧電基板および当該IDT電極の少なくとも一部を被覆する誘電体膜とを備える弾性表面波素子であって、
前記圧電基板は、オイラー角(−10°〜10°,125°〜140°,−10°〜10°)の範囲のカット角のリチウムタンタレート基板であり、
前記誘電体膜は、二酸化珪素を主成分とし、少なくとも前記IDT電極が有する複数の電極指が並ぶ領域を被覆する第1の誘電体膜、および、窒化珪素を主成分とし、当該第1の誘電体膜を被覆する第2の誘電体膜を含み、
前記IDT電極の電極指上に伝搬する弾性表面波の音速が4000m/s〜4100m/sの範囲内である、弾性表面波素子。
A surface acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate, at least one set of IDT electrodes formed on the piezoelectric substrate, and a dielectric film covering at least a part of the piezoelectric substrate and the IDT electrode,
The piezoelectric substrate is a lithium tantalate substrate having a cut angle in the range of Euler angles (-10 ° to 10 °, 125 ° to 140 °, -10 ° to 10 °),
The dielectric film includes silicon dioxide as a main component, and includes at least a first dielectric film covering a region where a plurality of electrode fingers of the IDT electrode are arranged, and silicon nitride as a main component, and the first dielectric A second dielectric film covering the body film;
A surface acoustic wave device in which the speed of sound of the surface acoustic wave propagating on the electrode finger of the IDT electrode is within a range of 4000 m / s to 4100 m / s.
圧電基板と、当該圧電基板上に形成される少なくとも1組のIDT電極と、当該圧電基板および当該IDT電極の少なくとも一部を被覆する誘電体膜とを備える弾性表面波素子であって、
前記圧電基板は、オイラー角(−10°〜10°,125°〜140°,−10°〜10°)の範囲のカット角のリチウムタンタレート基板であり、
前記誘電体膜は、二酸化珪素を主成分とし、少なくとも前記IDT電極が有する複数の電極指が並ぶ領域を被覆する第1の誘電体膜、および、窒化珪素を主成分とし、当該第1の誘電体膜を被覆する第2の誘電体膜を含み、
前記第1および第2の誘電体膜の各膜厚H1およびH2が、関係式0.3≦H2/H1≦1.2を満たす、弾性表面波素子。
A surface acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate, at least one set of IDT electrodes formed on the piezoelectric substrate, and a dielectric film covering at least a part of the piezoelectric substrate and the IDT electrode,
The piezoelectric substrate is a lithium tantalate substrate having a cut angle in the range of Euler angles (-10 ° to 10 °, 125 ° to 140 °, -10 ° to 10 °),
The dielectric film includes silicon dioxide as a main component, and includes at least a first dielectric film covering a region where a plurality of electrode fingers of the IDT electrode are arranged, and silicon nitride as a main component, and the first dielectric A second dielectric film covering the body film;
A surface acoustic wave device in which the film thicknesses H1 and H2 of the first and second dielectric films satisfy the relational expression 0.3 ≦ H2 / H1 ≦ 1.2.
前記第1および第2の誘電体膜の各膜厚を、前記IDT電極が励起する弾性表面波の波長λで除算した正規化膜厚Hλ1およびHλ2が、関係式0.9×(−0.5×Hλ12+0.295×Hλ1+0.0362)≦Hλ2≦1.1×(−0.5×Hλ12+0.295×Hλ1+0.0362)を満たす、請求項1または2に記載の弾性表面波素子。 Normalized film thicknesses Hλ1 and Hλ2 obtained by dividing the film thicknesses of the first and second dielectric films by the wavelength λ of the surface acoustic wave excited by the IDT electrode are expressed by a relational expression 0.9 × (−0. 5. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein 5 × Hλ1 2 + 0.295 × Hλ1 + 0.0362) ≦ Hλ2 ≦ 1.1 × (−0.5 × Hλ1 2 + 0.295 × Hλ1 + 0.0362) is satisfied. . 前記第1の誘電体膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚以下である、請求項1または2に記載の弾性表面波素子。   3. The surface acoustic wave device according to claim 1, wherein a thickness of the first dielectric film is equal to or less than a thickness of the IDT electrode.
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