表面声波器件及其制造方法技术

在使用ＳＨ型表面声波的表面声波器件中，用质量负荷效应比铝大的材料形成至少一个叉指换能器（ＩＤＴ）。把该ＩＤＴ的金属化率和归一化膜厚度ｈ／λ控制在使横向模波引起的脉动为０．５ｄＢ或更小，这里“ｈ”指电极的膜厚度，“λ”指表面声波的波长。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及诸如表面声波谐振器与表面声波滤波器等，尤其涉及利用SH型表面声波并具有减小横向模乱真脉动(spuriousripple)的结构的。
技术介绍
在表面声波器件中，通常把铝或以铝为主要成份的合金广泛地用作叉指换能器(IDT)的电极材料。在压电基片上设置至少一个IDT，并在设置该IDT的区域的两侧设置反射器或反射端面，以便形成谐振器或纵向耦合型谐振滤波器。在这种表面声波器件中，IDT可用作产生横向模波的波导，在通频带内产生由该横向模波引起的脉动。为了减少横向模波引起的脉动，已尝试过各种方法。这些方法包括减小IDT的交叉宽度(intersection width)的方法和加权方法。还提出过这样一种表面声波器件(日本待审专利申请公报No.Hei-11-298290)，其中使用石英基片，把以钽(Ta)(质量比铝(Al)更大)为主要成份的金属或合金制成的IDT设置在石英基片上，并且应用SH型表面声波。由于IDT以具有大质量的钽为主要成份的金属或合金制作，所以使IDT的电极指的对数少到约10到20，从而将表面声波器件做得很紧凑。当使用具有大质量负荷效应的电极材料时(诸如以Ta为主要成份的材料)，在设有IDT的区域处获得的声速就要比该区域周围获得的声速低得多。因此，在IDT部分有极大的波导效应。因此，在制作纵向耦合谐振滤波器时，横向模波引起的脉动变得复杂起来而且极大，如附图说明图13的箭头X所示。如前所述，作为将横向模波引起的脉动从滤波器通频带或从谐振器的谐振点附近除去的方法，曾经尝试过两种方法在方法A中，使交叉宽度很小，而使基模波与横向模波之间的频距很大；在方法B中，用cos2函数对IDT的交叉宽度进行加权，以消除横向模波。在方法A中，必须把交叉宽度设定为10λ(λ为表面声波的波长)或更小。在用石英基片和电极指对数约为10到20的IDT来形成表面声波器件时，输入与输出阻抗超过2kΩ且非常高，从而该表面声波器件不能用于实际的产品。因此，为了减小阻抗，必须增加电极指对数。具体而言，鉴于上述公报揭示的表面声波器件使用大质量的钽为主要成份来形成电极，这样会减少IDT的对数，在应用减小交叉宽度的方法时，为了减小输入与输出阻抗，需要增加电极指对数。因此，表面声波器件无法做得紧凑。在方法B中，加权本身增大了损耗。此外，由于加权缩小了交叉宽度部分的面积，因而像方法A一样，表面声波器件的阻抗变得极高。因此，为减小阻抗，要求交叉宽度为所需长度的两倍那么大。结果，无法将表面声波器件做得紧凑。换言之，在应用方法A或方法B时，若要减小横向模波引起的脉动，就削弱了上述公报揭示的将表面声波器件做得紧凑的优点。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种，所述表面声波器件的电极用质量负荷效应比铝更大的材料制作，可把器件做得紧凑，该器件具有能抑制横向模波引起的脉动的结构，还应用了SH型表面声波。在本专利技术的一个方面中，上述目的是这样实现的提供一种应用SH型表面声波的表面声波器件，该器件包括石英基片；以及在石英基片上形成的由质量负荷效应比铝大的电极制成的至少一个叉指换能器，其中将叉指换能器的金属化率“d”与归一化膜厚度h/λ控制在特定范围内，从而使横向模波引起的脉动为0.5dB或更小，这里“λ”指表面声波的波长，“h”指叉指换能器的电极的膜厚度。在该表面声波器件中，将叉指换能器的金属化率“d”与归一化膜厚度h/λ控制在特定范围内，从而使横向模波引起的脉动为0.5dB或更小。因而，即使在使用由质量负荷效应比铝更大的电极构成的IDT且减少电极指对数将器件做得紧凑的情况下，也可有效地抑制横向模波引起的脉动。因此，提供了应用SH型表面声波且具有良好频率特性的小型表面声波器件。在该表面声波器件中，叉指换能器可以包括由质量大于铝的金属制成的至少一个电极层。在该表面声波器件中，叉指换能器可用质量比铝大的单一金属制造。在本专利技术的另一个方面中，上述目的是这样实现的提供一种利用SH型表面声波的表面声波器件，该包括石英基片；以及在石英基片上形成的用钽制成的至少一个叉指换能器，其中叉指换能器的归一化膜厚度h/λ落在0.6d+1.65到0.6d+1.81的范围内，这里“d”指叉指换能器的金属化率，“λ”指表面声波的波长，“h”指叉指换能器的电极的膜厚度。在该表面声波器件中，由于在石英基片上形成用钽制成的至少一个叉指换能器，且该叉指换能器的归一化膜厚度h/λ落在0.6d+1.65至0.6d+1.81的范围内(这里“d”指金属化率)，所以有效地抑制了横向模波引起的脉动。因此，即使在形成用钽制成的至少一个IDT且减少IDT的电极指对数以将器件做得紧凑的情况下，可有效地抑制横向模波引起的脉动。结果，提供了应用SH型表面声波且频率特性良好的小型表面声波器件。在本专利技术的再一个方面中，上述目的是这样实现的提供一种应用SH型表面声波的表面声波器件，该器件包括石英基片；以及在石英基片上形成的用钨制成的至少一个叉指换能器，其中叉指换能器的归一化膜厚度h/λ落在0.6d+0.85至0.6d+1.30的范围内，这里“d”指叉指换能器的金属化率，“λ”指表面声波的波长，“h”指叉指换能器电极的膜厚度。在该表面声波器件中，由于在石英基片上形成用钨制成的至少一个叉指换能器，且叉指换能器的归一化膜厚度h/λ在0.6d+0.85至0.6d+1.30的范围内，因而即使在减少IDT中电极指对数使器件做得紧凑的情况下，也可减少横向模波引起的脉动。结果，可提供应用SH型表面声波且频率特性良好的小型表面声波器件。根据具有上述结构的表面声波器件，横向模脉动被抑制到1.5dB或更小。在该表面声波器件中，归一化膜厚度h/λ可以落在0.6d+1.00至0.6d+1.23的范围内。在此情况下，可将横向模脉动抑制到0.5dB或更小。在上述表面声波器件中，可形成多个叉指换能器来构成一纵向耦合谐振滤波器。在此情况下，提供了频率特定良好的小型纵向耦合的谐振滤波器。在上述表面声波器件中，纵向耦合谐振滤波器可以至少两级作级联。在上述表面声波器件中，可在石英基片上设置叉指换能器来构成单端口表面声波谐振器。在此情况下，提供了频率特性良好的小型单端口表面声波谐振器。可如此配置上述表面声波器件，从而在石英基片上形成多个叉指换能器；每个叉指换能器构成一单端口表面声波谐振器；此多个叉指换能器连接起来在石英基片上构成一梯型滤波器。可如此配置上述表面声波器件，从而在石英基片上形成多个叉指换能器；每个叉指换能器构成一单端口表面声波谐振器；此多个叉指换能器连接起来在石英基片上构成一格型滤波器。在上述两种场合中，可提供频率特性良好的小型梯型与格型滤波器。上述表面声波器件可广泛应用于表面声波谐振器与表面声波滤波器。通过提供应用上述表面声波器件之一的通信装置，可实现上述目的。在本专利技术的又一个方面中，上述目的可以这样来实现提供一种应用SH型表面声波的表面声波器件的制造方法，该方法包括制备石英基片的步骤；在石英基片上形成质量负荷效应比铝大的金属膜的步骤；以及用反应离子蚀刻或提离(lift-off)工艺对金属膜构图，从而满足使叉指换能器的乱真横向模脉动为1.5dB或更小的金属化率“d”与归一化膜厚度h/λ，以形成至少一个叉指换能器的步骤，其中的“d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用ＳＨ型表面声波的表面声波器件，其特征在于包括： 石英基片；以及 在石英基片上形成且由质量负荷效应比铝大的电极制成的至少一个叉指换能器， 其中把叉指换能器的金属化率“ｄ”和归一化膜厚度ｈ／λ控制到落在特定范围内，从而使横向模波引起的脉动为０．５ｄＢ或更小，这里“λ”指表面声波的波长，“ｈ”指叉指换能器电极的膜厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中尾武志，藤本耕治，门田道雄，米田年麿，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]