声波设备制造技术

一种声波设备包括：支撑基板，包括顶表面和底表面以及空腔或气隙；压电层，在支撑基板上，并包括顶表面和底表面；以及电极，在压电层的顶表面上，并包括顶表面和底表面。电极的至少一部分在空腔或气隙上方，并且满足方程式0.002Tg≤0.5(Lb

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声波设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年12月4日提交的美国临时申请No.63/121,343的优先权。该申请的全部内容在此通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及各自包括铌酸锂或钽酸锂的压电层的声波设备。

技术介绍

[0004]在已知的声波设备中，调整频率和抑制杂散现象都很困难。
[0005]已知通过改变覆盖已知声波设备的电极(例如，叉指换能器电极)的保护膜的膜厚度来调整声波设备的频率。但是，当保护膜覆盖梯形滤波器的串联臂谐振器和并联臂谐振器两者时，保护膜的膜厚度的变化影响串联臂谐振器和并联臂谐振器两者，这导致分数带宽增加，从而导致更多的杂散发生。

技术实现思路

[0006]在本专利技术的优选实施例中，声波设备包括位于压电层上并且至少部分地位于空腔或气隙上方的至少一个电极，使得当声波设备的温度或声波设备的环境温度改变时，可以分散电极的压电层侧的应力，这可以减少或抑制压电层中的极化反转。可以满足方程式0.002Tg≤0.5(Lb
‑
Ls)＜Te，其中，Ls是电极的顶表面的最大长度，Lb是电极的底表面的最大长度，并且Tg是压电层的顶表面和空腔或气隙之间的距离。
[0007]根据本专利技术的优选实施例，一种声波设备包括：支撑基板；压电层，包括第一主表面和第二主表面，该第二主表面在第一主表面的压电层的相对侧上，并且在相对于第一主表面的第一方向上；至少一对功能电极，在与第一方向相交的第二方向上彼此面对，并且彼此相邻地设置在第一主表面上；以及空间，限定支撑基板中的空腔或支撑基板和压电层之间的气隙。在沿第一方向的平面图中，该空间与至少一对功能电极的至少一部分重叠。至少一对功能电极中的一个功能电极的底表面在第二方向上的最大长度和至少一对功能电极中的一个功能电极的顶表面在第二方向上的最大长度之间的差值的一半等于或大于压电层从第一主表面到空间的厚度的约0.2％，并且等于或小于至少一对功能电极中的一个功能电极在第一方向上的厚度。
[0008]至少一对功能电极中的一个功能电极的底表面在第二方向上的最大长度和至少一对功能电极中的一个功能电极的顶表面在第二方向上的最大长度之间的差值的一半可以等于或大于压电层从第一主表面到空间的厚度的约0.9％。
[0009]至少一对功能电极中的一个功能电极的底表面在第二方向上的最大长度和至少一对功能电极中的一个功能电极的顶表面在第二方向上的最大长度之间的差值的一半可以等于或大于压电层从第一主表面到空间的厚度的约2％。
[0010]在包括第一方向和第二方向的截面中，至少一对功能电极中的一个功能电极可以
包括第一侧和第二侧，并且第一侧和/或第二侧可以包括弯曲部分。
[0011]压电层的厚度可以等于或大于约0.05μm且等于或小于约1μm。电绝缘层可以设置在压电层和支撑基板之间。
[0012]至少一对功能电极中的一个功能电极可以包括多个第一电极、连接到多个第一电极的第一母线电极、多个第二电极、以及连接到多个第二电极的第二母线电极。压电层的厚度可以等于或大于2p，其中，p是第一电极和第二电极中的彼此相邻的第一电极和第二电极之间的中心到中心距离。
[0013]压电层可以包括铌酸锂或钽酸锂。一阶厚度剪切模式体波可以被用作主波。至少一对功能电极中的一个功能电极可以包括彼此面对的至少一对电极，并且比率d/p可以等于或小于约0.5，其中，d是压电层的厚度，并且p是彼此相邻且彼此面对的至少一对电极之间的中心到中心距离。
[0014]功能电极可以是IDT电极，并且板波可以被用作主波。
[0015]根据本专利技术的优选实施例，一种声波设备包括：支撑基板，包括顶表面和底表面以及空腔或气隙；压电层，在支撑基板上的顶表面上，并包括顶表面和底表面；以及电极，在压电层的顶表面上，并包括顶表面和底表面。电极的至少一部分在空腔或气隙上方。满足方程式0.002Tg≤0.5(Lb
‑
Ls)＜Te，其中，Ls是电极的顶表面的最大长度，Lb是电极的底表面的最大长度，Tg是压电层的顶表面和支撑基板的顶表面的距离，并且Te是电极的厚度。
[0016]可以满足方程式0.009Tg≤0.5(Lb
‑
Ls)，或者可以满足方程式0.02Tg≤0.5(Lb
‑
Ls)。
[0017]电极的第一侧和/或第二侧可以包括弯曲部分。电极可以包括第一电极、连接到第一电极的第一母线电极、第二电极、以及连接到第二电极的第二母线电极。压电层可以包括铌酸锂或钽酸锂。一阶厚度剪切模式体波可以被用作主波。电极可以是IDT电极，并且板波可以被用作主波。
[0018]分局以下参照附图对优选实施例的详细描述，本专利技术的上述和其他元件、特征、步骤、特性和优点将变得更显而易见。
附图说明
[0019]图1A是示出了根据本专利技术的第一优选实施例的声波设备的示意性透视图。
[0020]图1B是示出了压电层上的电极结构的平面图。
[0021]图2是沿图1A中的线A
‑
A截取的截面图。
[0022]图3A是示出了在声波设备的压电膜中传播的兰姆(Lamb)波的示意性立面截面图。
[0023]图3B是示出了在声波设备的压电膜中传播的体波的截面图。
[0024]图4示意性地示出了当在声波设备的电极两端施加电压时的体波。
[0025]图5是示出了根据本专利技术的第一优选实施例的声波设备的谐振特性的曲线图。
[0026]图6是示出了比率d/p和作为谐振器的声波设备的分数带宽之间的关系的曲线图。
[0027]图7是根据本专利技术的第二优选实施例的声波设备的平面图。
[0028]图8是根据本专利技术的第三优选实施例的声波设备的局部剖视透视图。
[0029]图9是根据本专利技术的第四优选实施例的声波设备的电极的特写截面图。
[0030]图10和图11是示出了冯
·
米塞斯(von Mises)应力和方程式0.5(Lb
‑
Ls)/Tg之间
的关系的曲线图。
[0031]图12和图13是根据本专利技术的第四优选实施例的声波设备的第一修改电极和第二修改电极的特写截面图。
[0032]图14是具有第二修改电极的声波设备的应力强度的图。
[0033]图15是具有比较例的声波设备的第一修改电极的声波设备的应力强度的图。
[0034]图16是比较例的声波设备的应力强度的图。
具体实施方式
[0035]本专利技术的优选实施例包括由铌酸锂或钽酸锂制成的压电层2、以及在与压电层2的厚度方向相交的方向上相对的第一电极3和第二电极4。
[0036]使用第一厚度剪切模式下的体波。另外，第一电极3和第二电极4可以是相邻电极，并且当压电层2的厚度是d，并且第一电极3的中心和第二电极4的中心之间的中心到中心距离是p时，比率d/p例如可以小于或等于约0.5。通过该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种声波设备，包括：支撑基板；压电层，包括第一主表面和第二主表面，所述第二主表面在所述第一主表面的压电层的相对侧上，并且在相对于所述第一主表面的第一方向上；至少一对功能电极，在与所述第一方向相交的第二方向上彼此面对，并且彼此相邻地设置在所述第一主表面上；以及空间，限定所述支撑基板中的空腔或所述支撑基板和所述压电层之间的气隙，其中，在沿所述第一方向的平面图中，所述空间与所述至少一对功能电极的至少一部分重叠，并且所述至少一对功能电极中的一个功能电极的底表面在所述第二方向上的最大长度和所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极的顶表面在所述第二方向上的最大长度之间的差值的一半等于或大于所述压电层从所述第一主表面到所述空间的厚度的约0.2％，并且等于或小于所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极在所述第一方向上的厚度。2.根据权利要求1所述的声波设备，其中，所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极的底表面在所述第二方向上的最大长度和所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极的顶表面在所述第二方向上的最大长度之间的差值的一半等于或大于所述压电层从所述第一主表面到所述空间的厚度的约0.9％。3.根据权利要求1所述的声波设备，其中，所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极的底表面在所述第二方向上的最大长度和所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极的顶表面在第二方向上的最大长度之间的差值的一半等于或大于所述压电层从所述第一主表面到所述空间的厚度的约2％。4.根据权利要求1所述的声波设备，其中，在包括所述第一方向和所述第二方向的截面中，所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极包括第一侧和第二侧，并且所述第一侧和/或所述第二侧包括弯曲部分。5.根据权利要求1至4中任一项所述的声波设备，其中，所述压电层的厚度等于或大于约0.05μm且等于或小于约1μm。6.根据权利要求1至5中任一项所述的声波设备，其中，电绝缘层设置在所述压电层和所述支撑基板之间。7.根据权利要求1至4和6中任一项所述的声波设备，其中，所述至少一对功能电极中的所述一个功能电极包括多个第一电极、连接到所述多个第一电极的第一母线电极、多个第二电极、以及连接到所述多个第二电极的第二母线电极。8.根据权利要求7所述的声波设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根毅，帕特里克，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：