[發明專利]彈性表面波裝置

有效

• 申請號: 201910136789.6
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN110198159B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 平塚祐也;廣田和博
• 申請（專利權）人: NDK聲表濾波器股份有限公司
• 主分類號: H03H9/64
• 分類號: H03H9/64;H03H9/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李艷;臧建明

本發明提供一種彈性表面波裝置，關于包含頻率溫度特性的各特性為良好。彈性表面波裝置包含：晶體層；非晶氧化硅層，層疊于所述晶體層上；壓電層，層疊于所述非晶氧化硅層上；以及梳形電極，形成于所述壓電層上，用于在所述壓電層上激勵彈性表面波。當將所述彈性表面波的波長設為λ時，0.1≤所述非晶氧化硅層的厚度/λ≤1，0.08＜壓電層的厚度/λ≤1。

技術領域

本發明涉及一種利用彈性表面波(surface acoustic wave，SAW)的彈性表面波裝置。

背景技術

隨著近年來手機等移動體通信系統的進化，具有窄頻帶且急劇的衰減特性的SAW濾波器的要求增強。因此，已公開有用于對機電耦合系數k²或頻率溫度特性的指標即頻率溫度系數(Temperature Coefficients of Frequency，TCF)獲得良好的值的各種改善方法。作為其改善方法，已公開有利用使波長程度的厚度的壓電基板與高音速基板貼合而成的基板構成SAW濾波器的方法。這種利用經貼合的基板的方法，不但作為改善SAW濾波器的特性的方法，而且作為改善SAW共振器等的其它彈性表面波裝置的特性的方法，而廣為人知。

在非專利文獻1中，示出了一種使用如下的基板的SAW共振器，所述基板是將42°Y-X LiTaO₃基板、非晶(amorphous)SiO₂膜、AlN基板及Si層從上方起依此順序貼合而成。所述非專利文獻1記載了如下的主旨：通過設為這種構成，通過非晶SiO₂的溫度補償效應、高音速基板即AlN的振動能量的封閉及利用Si的散熱，而與利用42°Y-X LiTaO₃基板單體構成SAW共振器的情況相比，對Q值、k²及TCF的各特性進行改善。但是，需要針對這些特性，以更簡單的結構加以改善。

并且，在非專利文獻2中，公開了利用將36°Y-X LiTaO₃基板、AT-90°X的晶體基板從上方起依此順序接合而成的基板(為了便于說明，設為LT晶體接合基板)構成漏聲表面波(Leaky surface acoustic wave，LSAW)共振器的技術，通過利用所述LT晶體接合基板，而能夠與利用LiTaO₃基板單體構成LSAW共振器的情況相比，對Q值、k²及TCF進行改善。關于包含以上所述的LT晶體接合基板的LSAW共振器，當所述LiTaO₃的基板的厚度/λ＝0.15，形成于所述LiTaO₃基板上的Al(鋁)的梳形電極(叉指換能器(Inter Digital Transducer，IDT))的厚度/λ＝0.09時，共振的Q值為12050，相對帶寬為5.7％。再者，λ為彈性表面波的波長。以LiTaO₃基板單體構成LSAW共振器時的共振的Q值為1350，相對帶寬為4.4％，因此，通過使用LT晶體接合基板，而使得Q值大幅上升，相對帶寬也上升。

這些Q值及相對帶寬是在一個周期份的IDT的兩側，作為周期邊界條件，在所述IDT的底面上分別假設了完全匹配層的條件下，利用有限元法(finite element method，FEM)計算出無限周期結構的結果。并且，關于TCF，雖然沒有明確示出，但是可認為在基板表面短路的條件下的計算值為±2ppm/℃左右。然而，如果針對所述LT晶體接合基板，設為在基板上設置有IDT的條件，那么可知TCF會朝負方向偏移而變差。并且，當將所述LSAW共振器的IDT的相關厚度增至比較大時，共振頻率的TCF、反共振頻率的TCF分別會變差。為了防止這些TCF的值變差，必須進一步減小LiTaO₃基板的厚度，但是如果減小LiTaO₃基板的厚度，k²就會變差。因此，關于這種使用LT晶體接合基板的構成的裝置，也難以將各特性設為良好的值。