弹性波装置及多工器

技术领域

本发明涉及弹性波装置，尤其是涉及将SH波作为主模式的弹性波装置及多工器。

背景技术

以往，公开了如下构造：具备基板、设置于该基板的上表面的梳型电极、以及覆盖该梳型电极的保护膜，使构成梳型电极的电极指的上表面的保护膜的厚度与电极指的侧面的保护膜的厚度大致相等(例如，专利文献1)。

在专利文献1中，考虑到作为保护膜的耐湿性，其厚度变得重要。即，记载了当要满足一定的耐湿基准时，即便最薄的部分也需要确保一定的膜厚。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-41589号公报

发明内容

发明要解决的课题

在将SH波用作主模式的弹性波装置中，针对主模式，在0.75倍附近的频率产生瑞利(Rayleigh)波响应。例如，在将多个滤波器共同连接的多工器中，当共同连接的对方侧滤波器的通带与瑞利波响应的频率一致时，对方侧滤波器的通过特性发生劣化。

对此，本发明提供一种弹性波装置，能够在实质上不改变主模式的频率特性的情况下改变产生瑞利波响应的频率。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的一方式的弹性波装置是将SH波用作主模式的弹性波装置，具备：基板；IDT电极，其具有形成在所述基板的主面上的多个电极指；以及保护膜，其不间断地覆盖所述基板的所述主面、所述多个电极指的侧面及上表面，覆盖所述基板的所述主面的所述保护膜的部分中的相邻的所述电极指间的中间部比所述电极指的附近部厚。

发明效果

由此，通过以不均匀的厚度设置保护膜，与保护膜的厚度均匀的情况相比，能够使产生瑞利波响应的频率变化。此时，如果不使IDT电极的设计参数变化，则主模式的频率特性实质上不发生变化。因此，得到能够在实质上不改变主模式的频率特性的情况下改变产生瑞利波响应的频率的弹性波装置。

例如，在瑞利波响应对其他滤波器的通过特性造成不良影响的情况等下，通过以不均匀的厚度设置保护膜，能够维持主模式的频率特性，同时使瑞利波响应的频率从其他滤波器的通带偏移。

附图说明

图1是示意性示出SAW谐振器的一般构造的一例的俯视图。

图2是示意性示出SAW谐振器的一般构造的一例的剖视图。

图3是示出参考例1的保护膜的形状的剖视图。

图4是示出实施例1的保护膜的形状的剖视图。

图5是示出参考例1、实施例1的SAW谐振器的频率特性的坐标图。

图6是示出参考例1、实施例1的SAW谐振器的频率特性的坐标图。

图7是示出参考例2的保护膜的形状的剖视图。

图8是示出实施例2的保护膜的形状的剖视图。

图9是示出实施例3的保护膜的形状的剖视图。

图10是示出实施例4的保护膜的形状的剖视图。

图11是示出实施例5的保护膜的形状的剖视图。

图12是示出实施例6的保护膜的形状的剖视图。

图13是示出参考例2、实施例2～6的SAW谐振器的频率特性的坐标图。

图14是示出多工器的一般结构的一例的功能框图。

具体实施方式

使用实施例及附图对本发明的实施方式详细进行说明。需要说明的是，以下所说明的实施方式均是示出包括性或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置及连接方式等是一例，并非意在限定本发明。

以下，在说明实施方式的弹性波装置之前，针对弹性波装置的一般构造，举出声表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)谐振器的例子进行说明。

图1是示意性示出SAW谐振器(以下也简称为谐振器)的一般构造的一例的俯视图。如图1所示，谐振器1包括基板2、以及配置在基板2上的1对梳齿状电极3a、3b。1对梳齿状电极3a、3b构成IDT电极3。

梳齿状电极3a包括呈梳齿形状配置且相互平行的多个电极指4a、以及将多个电极指4a各自的一端彼此连接的汇流条电极5a。另外，梳齿状电极3b包括呈梳齿形状配置且相互平行的多个电极指4b、以及将多个电极指4b各自的一端彼此连接的汇流条电极5b。多个电极指4a、4b形成为在与弹性波传播方向X正交的方向上延伸。

需要说明的是，图1所示的谐振器1用于说明SAW谐振器的一般构造，构成梳齿状电极3a、3b的电极指4a、4b的根数和长度等不限于此。

图2是示意性示出SAW谐振器的一般构造的一例的剖视图，对应于图1的II-II线处的剖面。如图2所示，基板2由包括压电体层23、低声速膜22及高声速支承基板21的层叠体构成。IDT电极3(即，电极指4a、4b、汇流条电极5a、5b)由包括紧贴层31、主电极层32及紧贴层33的层叠体构成。

基板2由将高声速支承基板21、低声速膜22及压电体层23依次层叠而成的层叠体构成。

高声速支承基板21是支承低声速膜22、压电体层23、IDT电极3及保护膜6的基板。高声速支承基板21是高声速支承基板21中的体波的声速与在压电体层23传播的弹性波(表面波)的声速相比成为高速的基板，例如由Si(硅)构成。高声速支承基板21的厚度没有特别限定。

低声速膜22是低声速膜22中的体波的声速与在压电体层23传播的弹性波的声速相比成为低速的膜，例如，由以SiO2(二氧化硅)为主成分的材料构成。低声速膜22的厚度例如为673nm。

压电体层23是由IDT电极3激励的声表面波传播的层，例如，由50°Y切割X传播LiTaO3压电单晶或压电陶瓷(沿着将以X轴为中心轴从Y轴旋转了50°而得到的轴作为法线的面切断后的钽酸锂单晶或陶瓷)构成。压电体层23的厚度例如为600nm。

根据上述的层叠构造的基板2，基板2的厚度方向上的弹性波能量的封闭效率变高，因此，能够提高谐振频率及反谐振频率中的Q值。但是，将基板2设为层叠构造并不是必须的，也可以由单层的压电基板构成基板2。

IDT电极3形成在基板2上，由包括紧贴层31、主电极层32及紧贴层33的层叠体构成。图2所示的IDT电极3的层叠构造适用于电极指4a、4b及汇流条电极5a、5b。

紧贴层31是用于提高压电体层23与主电极层32的紧贴性的层，例如由Ti(钛)构成。紧贴层31的厚度例如为6nm。

主电极层32例如由Al(铝)或Al合金构成。主电极层32的厚度例如为130nm。

紧贴层33是用于提高主电极层32与保护膜6的紧贴性的层，例如由Ti(钛)构成。紧贴层33的厚度例如为12nm。

IDT电极3(尤其是电极指4a、4b)的线宽w为0.5μm，配置间隔L为1μm。配置间隔L对应于在压电体层23传播的声表面波的波长λ即2.0μm的一半。

保护膜6是提高IDT电极3的耐久性的层，例如，由以SiO2(二氧化硅)为主成分的材料构成。保护膜6不间断地覆盖基板2的形成有IDT电极3的主面、以及IDT电极3的侧面及上表面。

如以上那样构成的谐振器1是将SH波用作主模式的弹性波装置的一例，针对主模式，在0.75倍附近的频率产生瑞利波响应。

谐振器1例如能够用于通过共同连接而构成多工器的多个滤波器。此时，当共同连接的对方侧滤波器的通带与瑞利波响应的频率一致时，对方侧滤波器的通过特性发生劣化。对此，需要使瑞利波响应的频率从共同连接的对方侧滤波器的通带偏移。

例如，能够通过变更IDT电极3的设计参数(上述的线宽w、配置间隔L等)来变更瑞利波响应的频率，但在该情况下，主模式的频率特性也会改变，因此，作为现实的对策，不是有效的。

对此，本发明人着眼于SH波和瑞利波中的尤其是瑞利波所依赖的设计参数而想到不均匀地设置保护膜的膜厚的构造。以下，针对实施方式的谐振器中的保护膜的膜厚的特征详细进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，将电极指4a、4b统一作为电极指4来参照。

(实施方式)

图3是示出参考例1的保护膜6的形状的剖视图。在图3中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图3的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器70来参照。

在谐振器70中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分的厚度为30nm且是均匀的，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分的厚度为50nm且是均匀的，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分的厚度为50nm且是均匀的。图3所示的剖面构造是在谐振器70中以各电极指4为中心而设置的。

图4是示出实施例1的保护膜6的形状的剖视图。在图4的(a)中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。在图4的(b)中示出相邻的两个电极指4a、4b。需要说明的是，“相邻的电极指”是相邻配置的电极指4a及电极指4b，并不是多个电极指4a中的相邻的电极指4a彼此、以及多个电极指4b中的相邻的电极指4b彼此。将具有图4的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器71来参照。

在谐振器71中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部的厚度为50nm，电极指4的附近部的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分的厚度为50nm且是均匀的，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分的厚度为50nm且是均匀的。即，在谐振器71中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部比电极指4的附近部厚。例如，在将覆盖电极指4a、4b的各侧面且相互对置的两个保护层6的间隔(间隙)设为G的情况下，相邻的电极指间的中间部是包含上述两个保护层6的中间点且以该中间点为基准而在电极指4a侧及电极指4b侧分别分离了0G以上且0.1G以下的范围。另外，电极指的附近部是从覆盖电极指4a的侧面的保护层6分离了0G以上且0.1G以下的范围、或者从覆盖电极指4b的侧面的保护层6分离了0G以上且0.1G以下的范围。图4所示的剖面构造是在谐振器71中以各电极指4为中心而设置的。

按照图3、图4所示的尺寸条件来设定谐振器70、71的模型，通过仿真求出阻抗的频率特性。IDT电极3的设计参数在谐振器70、71中相同。

图5是示出谐振器70、71的阻抗的频率特性的一例的坐标图。如图5所示，在1900MHz～2000MHz附近产生的主模式的响应在谐振器70、71大致相同。即，可知保护膜6是否均匀对主模式的频率特性实质上没有影响。与此相对，可知在1420MHz～1440MHz附近产生的瑞利波响应的频率在谐振器70、71具有差。

图6是将瑞利波响应放大示出的坐标图。如图6所示，瑞利波响应的频率在谐振器70、71具有约5MHz的差。

根据该结果可知，通过以不均匀的厚度设置保护膜，与保护膜的厚度均匀的情况相比，能够在实质上不改变主模式的频率特性的情况下改变产生瑞利波响应的频率。

以下，对保护膜6的形状不同的其他实施例的谐振器进行说明。

图7是示出参考例2的保护膜6的形状的剖视图。在图7中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图7的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器80来参照。

在谐振器80中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分的厚度为30nm且是均匀的，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分的厚度为30nm且是均匀的，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分的厚度为30nm且是均匀的。图7所示的剖面构造是在谐振器80中以各电极指4为中心而设置的。

图8是示出实施例2的保护膜6的形状的剖视图。在图8中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图8的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器81来参照。

在谐振器81中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部的厚度为50nm，电极指4的附近部的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分中的覆盖上表面的中央部的部分的厚度为50nm，覆盖上表面的端部的部分的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分的厚度为30nm且是均匀的。即，在谐振器81中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部比电极指4的附近部厚，此外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分中的覆盖上表面的中央部的部分比覆盖上表面的端部的部分厚。图8所示的剖面构造是在谐振器81中以各电极指4为中心而设置的。

图9是示出实施例3的保护膜6的形状的剖视图。在图9中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图9的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器82来参照。

在谐振器82中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部的厚度为50nm，电极指4的附近部的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分中的覆盖上表面的中央部的部分的厚度为10nm，覆盖上表面的端部的部分的厚度为50nm。另外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分的厚度为30nm且是均匀的。即，在谐振器82中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部比电极指4的附近部厚，此外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分中的覆盖上表面的中央部的部分比覆盖上表面的端部的部分薄。图9所示的剖面构造是在谐振器82中以各电极指4为中心而设置的。

图10是示出实施例4的保护膜6的形状的剖视图。在图10中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图10的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器83来参照。

在谐振器83中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部的厚度为50nm，电极指4的附近部的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分的厚度为30nm且是均匀的。另外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分中的覆盖侧面的下部的部分的厚度为50nm，覆盖侧面的上部的部分的厚度为10nm。即，在谐振器83中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部比电极指4的附近部厚，此外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分中的覆盖侧面的下部的部分比覆盖侧面的上部的部分厚。图10所示的剖面构造是在谐振器83中以各电极指4为中心而设置的。

图11是示出实施例5的保护膜6的形状的剖视图。在图11中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图11的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器84来参照。

在谐振器84中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部的厚度为50nm，电极指4的附近部的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分的厚度为30nm且是均匀的。另外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分中的覆盖侧面的下部的部分的厚度为10nm，覆盖侧面的上部的部分的厚度为50nm。即，在谐振器84中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部比电极指4的附近部厚，此外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分中的覆盖侧面的下部的部分比覆盖侧面的上部的部分薄。图11所示的剖面构造是在谐振器84中以各电极指4为中心而设置的。

图12是示出实施例6的保护膜6的形状的剖视图。在图12中，将IDT电极3的一个电极指4作为中心，示出从电极指4到电极指4与和电极指4的两侧相邻的电极指(未图示)各自之间的中间点为止的范围。将具有图12的形状的保护膜6的谐振器作为谐振器85来参照。

在谐振器85中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部的厚度为50nm，电极指4的附近部的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分中的覆盖上表面的中央部的部分的厚度为50nm，覆盖上表面的端部的部分的厚度为10nm。另外，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分中的覆盖侧面的下部的部分的厚度为50nm，覆盖侧面的上部的部分的厚度为10nm。即，在谐振器83中，覆盖基板2的主面的保护膜6的第一部分中的相邻的电极指4间的中间部比电极指4的附近部厚，此外，覆盖电极指4的上表面的保护膜6的第二部分中的覆盖上表面的中央部的部分比覆盖上表面的端部的部分厚。并且，覆盖电极指4的侧面的保护膜6的第三部分中的覆盖侧面的下部的部分比覆盖侧面的上部的部分厚。图12所示的剖面构造是在谐振器85中以各电极指4为中心而设置的。

按照图7～12所示的尺寸条件设定谐振器80～85的模型，通过仿真求出阻抗的频率特性。IDT电极3的设计参数在谐振器80～85中相同。主模式的响应在谐振器80～85大致相同(未图示)。

图13是将谐振器80～85的瑞利波响应放大示出的坐标图。如图13所示，瑞利波响应的频率在谐振器80和谐振器81～85的各个谐振器中存在约3MHz～9MHz的差。

根据该结果可知，通过以不均匀的厚度设置保护膜，与保护膜的厚度均匀的情况相比，能够在实质上不改变主模式的频率特性的情况下改变产生瑞利波响应的频率。

以上说明的以不均匀的厚度设置了保护膜的谐振器例如能够用于被共同连接而构成多工器的多个滤波器。

图14是示出多工器的一般结构的例子的功能框图。如图14所示，多工器90具备将一端彼此共同连接的滤波器91、92，滤波器91、92中的至少一个滤波器使用保护膜的厚度不均匀的弹性波装置(例如，谐振器71、81～85中的任意一个谐振器)而构成。

在多工器90中，例如，滤波器91的瑞利波响应的频率与滤波器92的通带一致。在该情况下，通过由保护膜的厚度不均匀的谐振器构成滤波器91，能够维持滤波器91的通过特性，同时使滤波器91的瑞利波响应的频率从滤波器92的通带偏移。

以上，基于实施方式对本发明的实施方式的弹性波装置及多工器进行了说明，但本发明不限于各个实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内，对本实施方式实施本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的方式、将不同实施方式中的构成要素组合而构筑的方式也可以包含在本发明的一个或多个方式的范围内。

厚度不均匀的保护膜的形成方法没有特别限定，但作为一例，能够通过形成保护膜时的溅射条件、刮除保护膜进行频率调整的工序中的蚀刻、铣削的条件而形成。即，能够利用现有的多个工序低成本地形成厚度不均匀的保护膜。

具体而言，关于在将保护膜加工为特定形状的加工，也可以在频率调整时(刮除保护膜时)进行控制，由此在确认频率调整前的波形之后，在与主模式的频率一致的同时进行上述加工。

另外，也能够采用如下的适当方法：在保护膜形成前、频率调整前掌握主模式和瑞利波响应的位置，根据需要，按照每个样本改变溅射、蚀刻、铣削的条件。

(总结)

如以上说明的那样，本发明的一方式的弹性波装置是将SH波用作主模式的弹性波装置，所述弹性波装置具备：基板；IDT电极，其具有形成在所述基板的主面上的多个电极指；以及保护膜，其不间断地覆盖所述基板的所述主面、所述多个电极指的侧面及上表面，覆盖所述基板的所述主面的所述保护膜的部分中的相邻的所述电极指的中间部比所述电极指的附近部厚。

另外，也可以是，覆盖所述电极指的所述上表面的所述保护膜的部分中的覆盖所述上表面的中央部的部分比覆盖所述上表面的端部的部分厚。

另外，也可以是，覆盖所述电极指的所述上表面的所述保护膜的部分中的覆盖所述上表面的中央部的部分比覆盖所述上表面的端部的部分薄。

另外，也可以是，覆盖所述电极指的所述侧面的所述保护膜的部分中的覆盖所述侧面的下部的部分比覆盖所述侧面的上部的部分厚。

另外，也可以是，覆盖所述电极指的所述侧面的所述保护膜的部分中的覆盖所述侧面的下部的部分比覆盖所述侧面的上部的部分薄。

由此，通过以不均匀的厚度设置保护膜，与保护膜的厚度均匀的情况相比，能够使产生瑞利波响应的频率变化。此时，如果不使IDT电极的设计参数变化，则主模式的频率特性实质上不发生变化。因此，得到能够在实质上不改变主模式的频率特性的情况下改变产生瑞利波响应的频率的弹性波装置。

例如，在瑞利波响应对其他滤波器的通过特性造成不良影响的情况等下，通过以不均匀的厚度设置保护膜，能够维持主模式的频率特性，同时使瑞利波响应的频率从其他滤波器的通带偏移。

另外，也可以是，所述基板包括压电体层，该压电体层由含有钽酸锂的压电材料构成，且在一个主面上形成有所述IDT电极。

另外，也可以是，所述基板具有：压电体层，其由含有钽酸锂的压电材料构成，且在一个主面上形成有所述IDT电极；高声速支承基板，在该高声速支承基板传播的体波声速与在所述压电体层传播的弹性波声速相比为高速；以及低声速膜，其配置在所述高声速支承基板与所述压电体层之间，在该低声速膜传播的体波声速与在所述压电体层传播的弹性波声速相比为低速。

由此，即便是基板为单层构造及层叠构造中的任意一种构造的弹性波装置，也得到能够在不实质上改变主模式的频率特性的情况下改变产生瑞利波响应的频率的弹性波装置。

另外，也可以是，所述保护膜的最大的厚度为所述IDT电极的厚度的一半以下。

由此，保护膜不会过度厚，因此，能够抑制在保护膜较厚的情况下产生的Q值的劣化。其结果是，得到特性优异的弹性波装置。

本发明的一方式的多工器具备将一端彼此相互连接的多个滤波器，所述多个滤波器中的至少一个滤波器使用所述弹性波装置而构成。

由此，基于上述的弹性波装置的效果，得到通过特性优异的多工器。

产业上的可利用性

本发明作为弹性波装置及使用了弹性波装置的多工器，能够广泛用于便携电话等通信设备。

附图标记说明

1、70、71、80～85 谐振器；

2 基板；

3 IDT电极；

3a、3b 梳齿状电极；

4、4a、4b 电极指；

5a、5b 汇流条电极；

6 保护膜；

21 高声速支承基板；

22 低声速膜；

23 压电体层；

31、33 紧贴层；

32 主电极层；

90 多工器；

91、92 滤波器。