弹性边界波装置制造方法及图纸

提供一种无论占空比的大小如何都能降低插入损耗的弹性边界波装 置。一种弹性边界波装置(1)，其特征在于，包括：由以使Y轴旋转15 °±10°的面为主面的LiNbO3构成的压电体(2)，层叠在上述压电体(2) 上、由氧化硅构成的电介质(3)，及配置在上述压电体(2)和电介质(3) 的边界、含IDT的电极结构(4)；在利用在该边界传播的弹性边界波的 弹性边界波装置中，当设上述IDT的密度为ρ(kg/m3)、膜厚为H(μm)、 由IDT的电极指的周期决定的波长为λ(μm)、占空比为x时，H/λ和 ρ的乘积、与x满足下述式(1)的范围。 (数1) (H/λ)×ρ＞70.7924(x+0.055)(-2.0884)+797.09 …(式1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用在声速不同的第1、第2介质间的边界传播的弹 性边界波的弹性边界波装置，更详细地，涉及一种具有层叠由LiNb03构 成的压电体、和由氧化硅构成的电介质的结构的弹性边界波装置。
技术介绍
近年来，作为便携式电话机的RF段的带通滤波器，提案有各种弹性 表面波滤波装置和弹性边界波滤波装置。在弹性边界波滤波装置中，利用 在压电体和电介质之间的边界传播的弹性边界波。因此，由于不需要具有 空腔(cavity)的封装(package)，所以能在弹性边界波滤波装置中推进 小型化。在下述的专利文献l中，公开了一种这种弹性边界波装置的一个实例。 在专利文献1所述的弹性边界波装置中，在压电体和电介质的边界形成含 IDT的电极，利用在该边界传播的SH型的弹性边界波。在此，决定IDT的厚度，以使SH型弹性边界波的声速比在电介质中 传播的慢的横波的声速及在压电体中传播的慢的横波的声速更降低。此 外，在作为上述压电体使用LiNb03，作为电介质使用Si02的情况下，示 出传播损耗为0的电极膜厚范围及'无用虚假响应变小的LiNb03的割角 (cut angle)范围。专利文献1 WO2004/070946号公报
技术实现思路
在弹性边界波滤波装置中，常要求按照用途使因温度变化而引起的频 率特性的变化非常小，即，使TCF的绝对值更小。在专利文献l所述的弹 性边界波装置中，示出了作为压电体使用LiNb03，作为电介质使用Si02 的结构。LiNb03的频率温度系数TCF是负的值，Si02的频率温度系数TCF是正值。因此，在使用LiNb03和Si02的情况下，能够减小频率温度系数 TCF的绝对值。一方面，SH型弹性边界波的传播损耗为0的电极膜厚因IDT的占空 比(dutyratio)不同而不同。例如，在减小占空比的情况下，在专利文献 1所述的IDT的膜厚范围中，还存在传播损耗不变为0而比较大的情形。 这样的情形，即使能减小TCF，也不能使损耗不增大。另一方面，在增大IDT的占空比的情况下，有可能使传播损耗为0。 但是，在增大IDT的占空比的情况下，TCF的绝对值变大，就会损害频率 温度特性。此外，在占空比大的情况下，存在使因线宽离散而引起的频率 的变动减小、成品率提高的优点。本专利技术的目的在于，提供一种消除上述现有技术的缺点，在占空比小 的情况下减小频率温度系数TCF及插入损耗，在占空比大的情况下很难产 生成品率的下降、并且低损耗的弹性边界波装置。根据本专利技术，提供一种弹性边界波装置，其特征在于，包括由以使 Y轴旋转15。 ±10°的面为主表面的LiNb03构成的压电体，层叠在上述 压电体上、由氧化硅构成的电介质，及配置在上述压电体和电介质的边界、 含IDT的电极结构；在利用在该边界传播的弹性边界波的弹性边界波装置 中，当设上述IDT的密度为P (kg/m3)、膜厚为H(um)、由IDT的 电极指的周期决定的波长为入(ym)、占空比为x时，H/入和P的乘积、 与x满足下述式(1)的范围。 (数l)(H/入)X p >70.7924 (x+0.055)(國20884)+797.09…(式1) 再有，关于上述IDT的膜厚的上限，虽然在达成本专利技术的课题上没有特别地限定，但由于制造上的制约，希望上限为0.35入以下。优选构成上述电介质的氧化硅是Si02，此情况下优选弹性边界波的声速是Si02的横波的声速即3757m/秒的93。/。以下。此情况下，能进一步减小插入损耗。此外，在本专利技术中，虽然IDT可由各种各样的金属或合金形成，但在 本专利技术的某一特定的局面中，上述IDT由Au或主成份为Au的合金构成， 当设Au或主成份为Au的合金的膜厚为HAu时，膜厚Hau満足下述式(2)的范围。在此情况下，由于膜厚Hau満足式(2)，所以在选择小的占空比的情况下，能减小TCF的绝对值及插入损耗，在选择大的占空比的情况下，成品率良好、能实现低损耗化。再有，在本说明书中，所谓小的占空比是指比0.5小的占空比，所谓 大的占空比是指比0.5大的占空比。艮口， IDT的占空比通常设为0.5是普 通的，以此0.5为基准，设比0.5小的占空比为小的占空比，设超过0.5 的占空比为大的占空比。 (数2)HAu/A 〉0.003668 (x+0.055) (-20884)+0.0413 …(式2) 在本专利技术的另一特定的局面中，上述IDT由Cu或主成份为Cu的合金构成，当设Cu或主成份为Cu的合金的膜厚为Hcu时，膜厚Hcu满足下述式(3)的范围。 (数3)HCuM 〉0.007927 (x+0.055) (-2.,+0,08926 …(式3)在此情况下，由于Hcu为上述式(3)所式的范围，所以在选择小的 占空比的情况下，能实现TCF绝对值及插入损耗的降低，在选择大的占空 比的情况下，能实现成品率的改善及插入损耗的降低。再有，H是IDT的膜厚(ym) ， A是由IDT的电极指的周期决定的 波长(Pm)。因此，H/入是IDT的规格化膜厚，Hau/入及Hcu/A分別表 示使用Au或Cu作为IDT时的IDT的规格化膜厚。在本专利技术中，优选上述IDT结构为，由层叠多个金属层的叠层金属膜 构成，当设与层叠的各金属层的膜厚比对应的平均密度为上述P (kg/m3)、 叠层金属膜的合计膜厚为上述H时，H和P的乘积满足上述式(1)。如 此，也可以由叠层金属膜形成IDT，通过选择各种各样的构成叠层金属膜 的金属层的材料，就能或提高压电体和电介质的密合性，或提高耐电力性。优选地，上述IDT具有由Au或主成份为Au的合金构成的Au类金属 层，并且，由叠层金属膜构成，其中，该叠层金属膜由频率调整用膜/Ti/Pt/Au 类金属层/Pt/Ti构成。能够抑制Au和Ti的扩散，并且利用Ti膜可提高相 对于压电体和电介质的密合性。因此，能提高弹性边界波滤波装置的可靠 性。优选Pt的膜厚处于3 10nm的范围。此情况下，能确实地抑制来自Au类金属层的Au的扩散，并且能使电极指电阻变小、进一步减小插入损耗。在本专利技术中，优选上述IDT的占空比为0.3 0.7的范围，更优选为 0.3 0.4的范围。在IDT的占空比为0.3 0.7的范围的情况下，IDT的形 成是容易的，并且，在为0.3 0.4的范围的情况下，IDT的形成变得容易， 并且能降低TCF及损耗。(专利技术效果)根据本专利技术相关的弹性边界波装置，在由以使Y轴旋转15° ±10° 的面为主表面的LiNb03构成的压电体和由氧化硅构成的电介质的边界配 置含IDT的电极结构，在该IDT中，由于规格化膜厚H/入和密度P的乘 积、与占空比x满足上述的式(1)的范围，所以能实现损耗的降低。IDT占空比越小、TCF的绝对值也变得越小，能改善频率温度特性。另一方面，由于占空比越大、频率的线宽依赖性变得越小，所以能减 小因线宽的离散而引起的频率变动。因此能改善成品率。因此，占空比按照使用的用途选择最佳的值即可。但是，传播损耗变 得非常小的IDT的膜厚因占空比不同而不同。由于还要考虑上述占空比x 决定IDT的膜厚，所以在满足上述式(1)的情况下，当占空比比较小的 时候，能降低频率温度系数TCF及插入损耗双方，能实现频率温度特性的 改善、低损耗化。此外，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性边界波装置，包括：　由以使Ｙ轴旋转１５°±１０°的面为主面的ＬｉＮｂＯ↓［３］构成的压电体；　层叠在上述压电体上且由氧化硅构成的电介质；及　配置在上述压电体和电介质的边界且含ＩＤＴ的电极结构；　上述弹性边界波 装置利用在该边界传播的弹性边界波，　当设上述ＩＤＴ的密度为ρ（ｋｇ／ｍ↑［３］）、膜厚为Ｈ（μｍ）、由ＩＤＴ的电极指的周期决定的波长为λ（μｍ）、占空比为ｘ时，Ｈ／λ和ρ的乘积、与ｘ满足下述式（１）的范围：　（Ｈ／λ）×ρ＞７０ ．７９２４（ｘ＋０．０５５）↑［（－２．０８８４）］＋７９７．０９　…（式１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.25 JP 259023/20061、一种弹性边界波装置，包括由以使Y轴旋转15°±10°的面为主面的LiNbO3构成的压电体；层叠在上述压电体上且由氧化硅构成的电介质；及配置在上述压电体和电介质的边界且含IDT的电极结构；上述弹性边界波装置利用在该边界传播的弹性边界波，当设上述IDT的密度为ρ(kg/m3)、膜厚为H(μm)、由IDT的电极指的周期决定的波长为λ(μm)、占空比为x时，H/λ和ρ的乘积、与x满足下述式(1)的范围(H/λ)×ρ＞70.7924(x+0.055)(-2.0884)+797.09…(式1)。2、 根据权利要求l所述的弹性边界波装置，其特征在于， 上述氧化硅是Si02，上述弹性边界波的声速在Si02的横波声速即3757m/秒的93%以下。3、 根据权利要求1或2所述的弹性边界波装置，其特征在于，上述IDT由Au或主成份为Au的合金构成，当设Au或主成份为Au 的合金的膜厚为HAu时，膜厚Hau満足下述式(2)的范围 HAuM 〉0.003668 (x+0.055) (-20884)+0.0413 …(式2)。4、 根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：三村昌和，藤井裕久，矢田优，中桥宪彦，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP