声波器件、滤波器以及复用器制造技术

声波器件、滤波器以及复用器。一种声波器件包括：该Y切割X传播钽酸锂基板具有5°以上且18°以下的切割角；和格栅电极，该格栅电极由层叠在钽酸锂基板上的一个或更多个金属膜形成，一个或更多个金属膜的数量为n(n为自然数)，该格栅电极激发声波，并且满足以下条件：

Acoustic devices, filters and multiplexers

【技术实现步骤摘要】
声波器件、滤波器以及复用器
本专利技术的特定方面涉及声波器件、滤波器以及复用器。
技术介绍
在由移动电话代表的高频通信系统中，使用高频滤波器来去除除了在用于通信的频带中的信号之外的不必要信号。在高频滤波器中使用包括表面声波(SAW)谐振器的声波器件。表面声波谐振器是叉指换能器(IDT)的格栅电极形成在压电基板上的元件。已知如例如在日本专利申请公报No.2016-136712中公开的通过使得由格栅电极激发的表面声波的声速低于穿过压电基板传播的体波的声速来降低损失。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种声波器件，该声波器件包括：Y切割X传播钽酸锂基板，该Y切割X传播钽酸锂基板具有5°以上且18°以下的切割角；和格栅电极，该格栅电极由层叠在钽酸锂基板上的一个或更多个金属膜形成，一个或更多个金属膜的数量为n，n为自然数，该格栅电极激发声波，并且满足以下条件：其中，ρi表示一个或更多个金属膜中的各金属膜的密度，hi表示各金属膜的膜厚，ρ0表示Mo的密度，并且λ表示节距。根据本专利技术的第二方面，提供了一种声波器件，该声波器件包括：Y切割X传播钽酸锂基板，该Y切割X传播钽酸锂基板具有5°以上且18°以下的切割角；和格栅电极，该格栅电极设置于钽酸锂基板上，并且激发声波，声波的主模式是SH型振荡模式，声波的声速低于瑞利模式寄生的声速。根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括上述声波器件的滤波器。根据本专利技术的第四方面，提供了一种包括上述滤波器的复用器。附图说明图1A是第一实施方式中的声波谐振器的平面图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的剖面图；图2是包括根据第一实施方式的声波谐振器的梯型滤波器的电路图；图3A至图3C分别例示了串联谐振器、并联谐振器以及滤波器的通过特性；图4A和图4B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是0°和3°时的归一化频率对|Y|的图；图5A和图5B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是5°和8°时的归一化频率对|Y|的图；图6A和图6B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是10°和11°时的归一化频率对|Y|的图；图7A和图7B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是13°和14°时的归一化频率对|Y|的图；图8A和图8B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是15°和16°时的归一化频率对|Y|的图；图9A和图9B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是18°和20°时的归一化频率对|Y|的图；图10A和图10B分别是在仿真1中的旋转Y切割角是25°和30°时的归一化频率对|Y|的图；图11是仿真2中的对旋转Y切割角的瑞利波不必要响应强度的图；图12是仿真2中的对旋转Y切割角的瑞利波不必要响应强度的图；图13是仿真2中的对旋转Y切割角的瑞利波不必要响应强度的图；图14是仿真3中的对旋转Y切割角的瑞利波不必要响应强度的图；图15是仿真3中的对旋转Y切割角的瑞利波不必要响应强度的图；图16A至图16C分别是根据第一实施方式的第一至第三变型例的声波谐振器的剖面图；以及图17是根据第二实施方式的第一变型例的双工器的框图。具体实施方式通过减小格栅电极的节距λ，减小了表面声波谐振器的尺寸。节距λ随着表面声波的声速降低而减小。在用作表面声波时，瑞利波比剪切水平(SH)波慢。然而，在瑞利波用作主模式时，压电基板被电介质膜覆盖，以减少作为不必要波的SH波。由此，制造步骤的数量增加。在SH波用作主模式时，瑞利波生成不必要的响应(寄生)。下文中，参照附图，将描述本专利技术的实施方式。第一实施方式作为声波器件，将描述声波谐振器。图1A是第一实施方式中的声波谐振器的平面图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的剖面图。如图1A和图1B例示，在压电基板10上形成IDT21和反射器22。IDT21和反射器22由被形成在压电基板10上的具有膜厚h的金属膜12形成。IDT21包括面向彼此的一对梳状电极20。梳状电极20包括电极指14和电极指14耦接到的母线18。电极指14形成格栅电极16。该对梳状电极20中的一个的格栅电极16与另一个的格栅电极16交叠的区域是交叠区域15。交叠区域15的长度对应于孔径长度。该对梳状电极20被设置为面向彼此，使得梳状电极20中的一个的电极指14和另一个的电极指14大致交替地设置在交叠区域15的至少一部分中。在交叠区域15中由格栅电极16激发的声波主要沿电极指14的设置方向传播。一个梳状电极20的格栅电极16的节距λ与声波的波长大致对应。格栅电极16的设置方向被定义为X方向，并且格栅电极16的延伸方向被定义为Y方向。X方向和Y方向不是必须与压电基板10的晶体方位的X轴方位和Y轴方位对应。压电基板10是旋转的Y切割X传播钽酸锂(LiTaO3)基板。图2是包括根据第一实施方式的声波谐振器的梯型滤波器的电路图。如图2例示，在输入端子Tin与输出端子Tout之间，串联谐振器S1至S4串联，并且并联谐振器P1至P3并联。串联谐振器S1至S4和并联谐振器P1至P3是图1A和图1B所例示的声波谐振器。梯型滤波器向输出端子Tout发送从输入端子Tin输入的高频信号中在通带中的信号，并且抑制具有其他频率的信号。图3A至图3C分别例示了串联谐振器、并联谐振器以及滤波器的通过特性。如图3A例示，在串联在节点N1与N2之间的串联谐振器S的节点N1与N2之间的通过特性中，衰减在谐振频率fr处小，并且衰减在反谐振频率fa处大。在比反谐振频率fa高的频率fs处生成不必要的响应。如图3B例示，在并联在节点N1与N2之间的并联谐振器P的节点N1与N2之间的通过特性中，衰减在谐振频率fr处大，并且衰减在反谐振频率fa处小。在比反谐振频率fa高的频率fs处生成不必要的响应。如图3C例示，在梯型滤波器中，主要在通带Pass内的频率fs处生成并联谐振器P的不必要响应。通过减小格栅电极16的节距λ，减小了声波谐振器的尺寸。将具有低声速的瑞利波用作主模式减小声波谐振器的尺寸。然而，在瑞利波用作主模式时，具有比瑞利波高的声速(即，较高的频率)的SH波生成不必要的响应。为了将瑞利波用作主模式来在声波谐振器中减小SH波的不必要响应强度，用电介质膜覆盖压电基板10，并且将电介质膜的表面平面化。因此，制造步骤的数量增加。仿真1为了获得SH波的声速低于瑞利波的声速且瑞利波的不必要响应的强度小的旋转Y切割角和膜厚的范围，凭借使用有限元法来进行仿真。仿真条件如下。压电基板10：旋转的Y切割X传播钽酸锂基板节距λ：4μm电极指的占空比：50％IDT中的电极指的对数：55.5对反射器中的电极的数量：20孔径长度：35λ金属膜12：具有膜厚h的钼对于Mo的材料值，密度被假定为1.028×104kg/m3，杨氏模量被假定为329GPa，并且泊松比被假定为0.31。旋转的Y切割角从0°到30°变化，并且膜厚h从0.14λ到0.26λ变化，以仿真导纳|Y|相对于归一化频率的大小。图4A至图10B是在旋转的Y切割角分别为0°、3°、5°、8°、10°、11°、13°、14°、15°、16°、18°、20°、25°以及30°时在仿真1中的归一化频率对|Y|的图。图4A至图10B例示了膜厚h/λ为0.14、0.16、0.18、0.20、0.22、0.24以及0.26时的|Y|。白色三角形指示SH波响应，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声波器件，该声波器件包括：Y切割X传播钽酸锂基板，该Y切割X传播钽酸锂基板具有5°以上且18°以下的切割角；和格栅电极，该格栅电极由层叠在所述钽酸锂基板上的一个或更多个金属膜形成，所述一个或更多个金属膜的数量为n，n为自然数，该格栅电极激发声波，并且满足以下条件：

【技术特征摘要】
2018.01.26 JP 2018-0118611.一种声波器件，该声波器件包括：Y切割X传播钽酸锂基板，该Y切割X传播钽酸锂基板具有5°以上且18°以下的切割角；和格栅电极，该格栅电极由层叠在所述钽酸锂基板上的一个或更多个金属膜形成，所述一个或更多个金属膜的数量为n，n为自然数，该格栅电极激发声波，并且满足以下条件：其中，ρi表示所述一个或更多个金属膜中的各金属膜的密度，hi表示所述各金属膜的膜厚，ρ0表示Mo的密度，并且λ表示节距。2.根据权利要求1所述的声波器件，其中，所述切割角是5.5°以上7.5°以下，并且所述格栅电极满足以下条件：3.根据权利要求1所述的声波器件，其中，所述切割角是7.5°以上且10.5°以下，并且所述格栅电极满足以下条件：4.根据权利要求1所述的声波器件，其中，所述切割角是10.5°以上且12°以下，并且所述格栅电极满足以下条件：5.根据权利要求1所述的声波器件，其中，所述切割角是12°以上且14°以下，并且所述格栅电极满...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩城匡郁，佐藤良夫，
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