声波器件制造技术

一种声波器件，所述声波器件包括：压电基板，所述压电基板由单晶压电材料制成，并且包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括上表面，所述第二区域位于所述第一区域下方并且具有小于所述第一区域的密度的密度；以及IDT，所述IDT位于所述压电基板的所述上表面上。

Acoustic device

An acoustic wave device, the acoustic wave device includes a piezoelectric substrate, the piezoelectric substrate is single crystal piezoelectric material, and includes a first region and a second region, the first region includes the upper surface of the second region located below the first region and is smaller than the first area density; and IDT, the IDT is located on the piezoelectric substrate are arranged on the upper surface.

【技术实现步骤摘要】
声波器件
本专利技术的特定方面涉及声波器件。
技术介绍
在声波器件中，激励声波的叉指换能器(IDT)形成在压电基板上。压电基板例如是钽酸锂(LiTaO3)基板或者铌酸锂(LiNbO3)基板。当钽酸锂和铌酸锂中的Li组成是化学计量的时，将其称为化学计量组成(stoichiometrycomposition)。当Li组成略小于化学计量组成时，将其称为同成分组成(congruentcomposition)。大多数钽酸锂基板和铌酸锂基板具有同成分组成。日本专利申请2013-66032号公报(专利文献1)描述了将锂扩散至具有同成分组成的基板的表面以在基板表面上形成具有化学计量组成的区域。日本专利申请2011-135245和2002-305426号公报(专利文献2和3)描述了将具有化学计量组成的压电基板用于声波器件。国际公开第2013/031651号(专利文献4)描述了将介电膜设置在压电膜下方。为了降低声波器件的损失，需要降低由IDT激励的声波的泄漏。然而，在压电基板中不存在已知的用于降低声波器件的损失的优选结构。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种声波器件，所述声波器件包括：压电基板，所述压电基板由单晶压电材料制成，并且包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括上表面，所述第二区域位于所述第一区域下方并且具有小于所述第一区域的密度的密度；以及IDT，所述IDT位于所述压电基板的所述上表面上。附图说明图1A是根据第一实施方式的声波谐振器的平面图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的截面图；图2是压电基板的截面图，例示了在压电基板中的漏波和体波的图像；图3是第一实施方式中的声速-压电基板中深度的图表；图4A至图4D是例示了制造第一实施方式的声波谐振器的方法的截面图；图5是根据第二实施方式的声波谐振器的截面图；图6是第二实施方式中的声速-压电基板和支撑基板中深度的图表；图7A至图7C是例示了根据第二实施方式的制造声波谐振器的方法的截面图；以及图8A是根据第三实施方式的梯型滤波器的电路图，并且图8B是根据该第三实施方式的变型的复用器的框图。具体实施方式将参照附图对本专利技术的实施方式进行描述。第一实施方式声波谐振器将描述为声波器件。图1A是根据第一实施方式的声波谐振器的平面图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的截面图。如图1A和图1B中例示的，IDT21和反射器22形成在压电基板10上。IDT21和反射器22由形成在压电基板10上的金属膜12形成。IDT21包括彼此面对的一对梳状电极20。梳状电极20包括多个电极指14和电极指14连接至的汇流条18。这对梳状电极20布置为彼此面对，使得梳状电极20中的一个梳状电极的电极指14和另一个梳状电极的电极指14基本上按照交替的顺序进行布置。由IDT21激励的声波主要在电极指14的排列方向上传播。电极指14的节距大致等于声波的波长λ。压电基板10是钽酸锂基板或者铌酸锂基板。金属膜12例如是铝膜、铜膜、钛膜、或者铬膜，或者由它们中的至少两种构成的复合膜。金属膜12例如具有100nm到400nm的膜厚度。如图1B中例示的，压电基板10包括第一区域10a、第二区域10b、和第三区域10c。第一区域10a包括压电基板10的上表面。IDT21和反射器22位于压电基板10的上表面上。第二区域10b位于第一区域10a下方。第三区域10c位于第一区域10a与第二区域10b之间。第一区域10a是具有同成分组成的区域。第二区域10b具有化学计量组成。第三区域10c是从同成分组成到化学计量组成的过渡区域。在化学计量组成中，锂与锂和钽(或者铌)的组成比(在下文中，描述为锂组成比)为49.5％或者更大且50.5％或者更小。在同成分组成中，锂组成比为49.5％或者更小。锂组成比例如为48％或者更大。在第一区域10a和第二区域10b中的每一个中，锂组成比基本上是恒定的。在第三区域10c中，锂组成比逐渐变化。可以不必设置第三区域10c。例如，在使用漏波的声波器件中，由IDT21激励的声波主要是漏波。除了表面声波之外，IDT21发射体波。因为体波不会促成谐振，所以随着体波的能量增加，谐振器的损失增加。图2是压电基板的截面图，例示了在压电基板中的漏波和体波的图像。在图2中，x1方向是漏波在压电基板10的表面上的传播方向，x2方向是在压电基板10的表面上的与x1方向垂直的方向，并且x3方向是压电基板10的深度方向。漏波的主位移分量是SH波。因此，漏波主要在x2方向上位移。另一方面，在将体波发射到压电基板10中的同时，漏波进行传播。体波的发射造成声波器件的损失。图3是第一实施方式中的声速-压电基板中深度的图表。在下面的描述中，将重点放在体波的声速上，但是体波的声速与锂组成比之间的关系基本上和表面声波的声速与锂组成比之间的关系相同。因此，将仅对声速进行描述。在化学计量组成中的声速大于在同成分组成中的声速。因此，如图3中例示的，在第一区域10a中的声速小于在第二区域10b中的声速。在第三区域10c中，声速逐渐变化。声波的能量集中在声速低的区域中。例如，当使用漏波时，第一区域10a与第二区域10b之间的边界被构造为基本上位于图2中的漏波与体波之间。这种结构抑制了体波的发射，因为在深区域中，体波的速度快。因此，能量集中在第一区域10a中。因此，可以改善声波谐振器的插入损失。通过线性聚焦束声学显微镜在42°旋转Y切割X传播钽酸锂基板中测得的瑞利波的声速在同成分组成中大约为3125米/秒，而在化学计量组成中大约为3170米/秒。表面声波的声速与(弹性模量/密度)的平方根成比例。弹性模量与杨氏模量和泊松比有关。在化学计量组成与同成分组成之间，杨氏模量和泊松比大致相同。相比之下，同成分组成的密度大于化学计量组成的密度。例如，在钽酸锂基板中，同成分组成的密度为7454kg/m3，而化学计量组成的密度为7420kg/m3到7440kg/m3。结果，在化学计量组成中的声速大于在同成分组成中的声速。在专利文献4中，位于铌酸锂基板下方的是介电膜，诸如，氧化硅膜或者氮化硅膜。氧化硅膜或者氮化硅膜具有大于铌酸锂的声速的声速。然而，在这种结构中，体波被铌酸锂基板与介电膜之间的边界面反射。因此，出现了由于体波而造成的乱真(spurious)。另一方面，第一实施方式通过使密度在单晶压电材料中不同来提供第一区域10a和第二区域10b，在该第一区域10a中，声速高，在该第二区域10b中，声速低。这种结构可以在不使体波被反射的情况下将声波限制在第二区域10b中。在第一实施方式中，压电基板10由单晶压电材料制成，并且包括第一区域10a和第二区域10b，该第一区域10a包括上表面，该第二区域10b位于第一区域10a下方并且具有小于第一区域10a的密度的密度。IDT21位于压电基板10的上表面上。这种结构使体波的能量集中在第一区域10a中，从而改善声波器件的插入损失。可以通过X-射线衍射法从锂组成比估计第一区域10a和10b的密度。另外，在第二区域10b中的声波的速度大于在第一区域10a中的声波的速度。这种结构允许将体波的能量集中在第一区域10a中。此外，当压电基板10是钽酸锂基板或者铌酸锂基板时，第一区域10a具有同成分组成，并且第二区域10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声波器件，所述声波器件包括：压电基板，所述压电基板由单晶压电材料制成，并且包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括上表面，所述第二区域位于所述第一区域下方并且具有小于所述第一区域的密度的密度；以及IDT，所述IDT位于所述压电基板的所述上表面上。

【技术特征摘要】
2016.03.18 JP 2016-0553791.一种声波器件，所述声波器件包括：压电基板，所述压电基板由单晶压电材料制成，并且包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括上表面，所述第二区域位于所述第一区域下方并且具有小于所述第一区域的密度的密度；以及IDT，所述IDT位于所述压电基板的所述上表面上。2.根据权利要求1所述的声波器件，其中，所述第二区域中的声速大于所述第一区域中的声速。3.根据权利要求1或者2所述的声波器件，其中，所述压电基板是钽酸锂基板或者铌酸锂基板，并且所述第一区域具有同成分组成，并且所述第二区域具有化学计量组成。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：川内治，及川怜，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP