表面声波器件及其生产方法技术

一种表面声波器件包括压电衬底，和至少一个装在其上的叉指式换能器，这换能器是用重于铝的一种金属或一种合金制成，在至少一个叉指式换能器的指状电极延伸方向上的表面声波的声速分布不大于约百万分之２７６，从而有效地抑制了相当大的纹波，这种纹波引人注意地群延迟时间特性中发现，尤其是，在带通区域内。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及以共振器或带通滤波器形式实现的表面声波器件，及其制造方法。尤其是，本专利技术涉及到采用比较重的电极材料的表面声波器件，从而可以利用水平剪切的表面波，并涉及到它的制造方法。
技术介绍
表面声(SAW)器件广泛用作为共振器或带通滤波器。典型的表面声波器件具有压电衬底，并在压电衬底上装有由主要包括铝的电极材料制成的叉指式换能器(IDTs)的电极和反射器。正如在本技术中熟知的，具有由钨(W)或钽(Ta)制成电极(它们是比较重的)的表面声波器件能够利用剪切的(SH)表面声波。但是，在这样一种采用比较重的电极材料的表面声波器件中，在形成IDTs和反射器时，在薄膜厚度或线的宽度上的变化是不可避免的。因为该电极材料比典型的主要包括铝的表面声波器件的电极材料要重，所以采用较重电极材料的表面声波器件将会在表面声波的声束分布，或频率分布上造成相当大的变化。结果，在带通区域内在群延迟时间特性上呈现光显著的和危险的纹波，正如在附图说明图10中由剪头A所指的。图10示出衰减频率特性与具有两个IDTs，其中心频率为225MHz的纵向耦合共振器SAW的群延迟时间特性的关系图。该纵向耦合共振器SAW具有采用石英(37度旋转Y-截面图)衬底的压电衬底，而IDTs和反射器由钽制成。
技术实现思路
为了克服上述的问题，本专利技术的一些较佳实施例提供了一种采用较重的诸如钽的电极材料，使得可以利用表面声波，其中，在指状电极延伸方向的声速分布或频率分布被降至最小，从而在带通区域内遏制了纹波，并提供了制造这样一种表面声波器件的方法。根据本专利技术的一个较佳实施例，一表面声波被器件包括压电衬底，和至少一个具有一些彼此基本上平行延伸的指状电极的叉指式换能器。该叉指式换能器被装置在压电衬底上，该换能器由重于铝的一种金属或重于铝的一种合金制成。在叉指式换能器的指状电极的延伸方向上，表面声波的声速分布不大于约百万分之276。最好是，表面声波器件还包括一对具有一些指状电极的反射器，把该反射器对装置于压电衬底上，其中，在反射器对的指状电极的延伸方向上的声速分布不大于约百万分之276。至少一个叉指式换能器包括沿表面声波传输的方向侧面接着侧面地放置的第一和第二叉指式换能器，并且所述反射器对位于沿表面波传播方向上放置的第一和第二叉指式换能器的位置的两边，因此，第一和第二叉指式换能器以及所述反射器对被布置为限定一垂直耦合共振器滤波器。最好是，表面波是诸如Love波的SH表面波。在装着至少一个叉指式换能器的压电衬底上的表面声波的声速分布可能倾向于基本上垂直于该至少一个叉指式换能器的指状电极的延伸方向。本专利技术的另一较佳实施例提供了制造包括压电衬底和至少一个具有一些彼此平行延伸的叉指式换能器的表面声波器件的方法，该叉指式换能器被装置的压电衬底上并由重于铝的一种金属或重于铝的一种合金制成，其中，在叉指式换能器的指状电极的延伸方向上的表面波的声速分布不大于约百万分之276。该方法包括的步骤为制备一片在其上装载有一些表面声波器件的晶片，测量装在晶片上的每个表面声波器件中指状电极延伸方向的声表面波的声速分布，以及把晶片中表面波的声速分布不大于约万百分之276的表面声波器件切割出来。在本专利技术的另一较佳实施例中，提供一种制造表面声波器件的方法，该表面声波器件包括压电衬底，和至少一个具有一些彼此基本上平行延伸的指状电极的叉指式换能器，该叉指式换能器被装置在压电衬底上并由一种重于铝的金属或重于铝的合金的金属制成，其中，在叉指式换能器的指状电极延伸方向上的表面声波的波速分布不大于约百万分之276。该方法包括的步骤为在压电衬底上淀积一金属薄膜以在其上形成叉指式换能器，并用光刻法把金属薄膜蚀刻出图形。淀积步骤和蚀刻图形步骤是这样来完成的，使得淀积步骤后在指状电极延伸方向上的薄膜厚度纵断面被蚀刻图形步骤后在指状电极延伸方向上的薄膜厚度纵断面抵消掉。按照本专利技术的另一较佳实施例的表面声波器件具有压电衬底，以及至少一个在其上淀积的，用一种重于铝的金属或合金制成的IDT。由于在IDT的指状电极延伸方向的表面声波的声速分布不太于约百万分之276，所以可能由较重的电极材料在带通区域内引起的纹波能被有效地抑制了。因此，该表面声波器件提供了优良的频率特性，在该频率特性中，在带通区域内纹波被降低了。具有反射器的表面声波器件，在其反射器指状电极延伸方向上的表面声波的声速分布不大于约百万分之276，所以在带通区域内也有效地抑制了纹波。按照本专利技术较佳实施例的表面声波器件并不限于垂直耦合的共振器滤波器。本专利技术可应用到各种各样的表面声波器件，而按照本专利技术的一些较佳实施例可以得到在带通区域内把纹波降低了的垂直耦合共振器滤波器。一般来说，利用SH表面波的表面声波器件具有由一种重于铝的金属或金属制成的电极，由于较重的电极材料导致了纹波。本专利技术能把纹波有效地降至最小。利用诸如Love波的SH表面波的表面声波器件提供了优良的频率特性。按照本专利技术的一些较佳实施例，在装有IDTs的压电衬底上的表面声波声速分布低向于基本上与IDTs的指状电极延伸方向垂直。这使得易于把在指状电极延伸方向上的表面声波的声速分布调制到不大于约百万分之276。本专利技术另外的一些细节、要素、特性和优点将随着参考附图对一些较佳实施例在下面的详细描述而变得更为明显。附图简述图1是按照本专利技术的一实施例的表面声波器件的平面示意图；图2是示于图1的表面声波器件的频率特性图，假设在IDTs和反射器的指状电极延伸方向上没有表面波的声速分布；图3是支持示于图4到7的计算模型的表面声波器件的平面图；图4是示出表面声波器件的频率特性图，此处n＝2和ΔV＝44ppm；图5是示出表面声波器件的频率特性图，此处n＝2和ΔV＝66ppm；图6是示出表面声波器件的频率特性图，此处n＝2和ΔV＝88ppm；图7是示出表面声波器件的频率特性图，此处n＝2和ΔV＝111ppm；图8是示出当纹波可允许时在1/n和最大声速差ΔV之间的关系图；图9是示出按照本专利技术的一实施例的表面声波器件的频率特性图；以及图10是示出常规表面声波器件的频率特性图。较佳实施例的详细描述借助以下附图的本专利技术较佳实施例的详细描述将完整理解本专利技术。图1是按照本专利技术的一实施例的表面声波器件的平面示意图。表面声波器件1可以是一具有二个IDTs 3和4的垂直耦合共振器SAW滤波器。参阅图1，该表面声波器件1包括基本上是长方形的压电衬底2。压电衬底2可以是石英衬底或其它合适的衬底。压电衬底2也可以由其它包括LiTaO3(LT)在内的其它单晶压电材料，或其它压电陶瓷。把IDTs 3和4放在压电衬底的顶部。IDT 3包括一对梳状电极3a和3b，而IDT 4则包括一对梳状电极4a和4b。梳状电极3a，3b，4a和4b各包括一些指状电极，即，3a1，3b1，4a1和4b1。这些指状电极3a1，3b1，4a1和4b1彼此基本上平行延伸。在图示的较佳实施例中，IDT3成为输入IDT，而取IDT4为输出。当把输入电压加以IDT3时，激发了表面声波，并在与指状电极3a1，3b1，4a1和4b1的垂直方向上传播。把反射器5和6装置在表面声波传播的放置IDTs 3和4位置的两旁。反射器5和6可以是各具有一些指状电极的栅状反射器。这些指状电极5a和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声波器件，其特征在于包括： 压电衬底；以及 至少一个叉指式换能器，它具有彼此基本上平行延伸的指状电极，所述至少一个叉指式换能器被放置在所述压电衬底上，并由一种重于铝的金属或一种重于铝的合金制成； 其中，在所述至少一个叉指式换能器的指状电极延伸方向上表面声波的声速分布不大于约百万分之２７６。

【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，門田道雄，
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]