纵耦合谐振器型声表面波滤波器的制作方法

本发明涉及利用了SH波的纵耦合谐振器型声表面波滤波器。
背景技术：
：以往，声表面波装置被广泛用于谐振器或带通滤波器等。下述的专利文献1中，公开了一种利用了SH波的弹性波装置。在该弹性波装置中，在支撑基板上依次层叠高声速层、低声速膜、压电膜以及IDT电极。由于能够封闭SH波的能量，因此能够提高Q值。在先技术文献专利文献专利文献1：WO2012/086639技术实现要素：-发明要解决的课题-在专利文献1所述的弹性波装置中，不仅SH波被封闭，而且瑞利波(Rayleighwave)(P+SV波)也被封闭。因此，若利用专利文献1所述的层叠构造来制作纵耦合谐振器型声表面波滤波器，则存在瑞利波导致的寄生表现得较大的问题。本发明的目的在于，提供一种能够减小瑞利波寄生的电平的纵耦合谐振器型声表面波滤波器。-解决课题的手段-本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器具有压电膜，其中，所述纵耦合谐振器型声表面波滤波器具备：高声速部件，所传播的体波声速高于所述压电膜中传播的弹性波的声速；低声速膜，层叠在所述高声速部件上，所传播的体波声速低于所述压电膜中传播的体波的声速；所述压电膜，层叠在所述低声速膜上；和多个IDT电极，形成于所述压电膜的一面，用于构成所述纵耦合谐振器型声表面波滤波器，该纵耦合谐振器型声表面波滤波器利用SH波，在所述多个IDT电极之中的至少一个IDT电极中，遍及该IDT电极的弹性波传播方向全长调整占空比，以使得抑制瑞利波寄生。在本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的某个特定的方面，在所述至少一个IDT电极中，占空比遍及所述弹性波传播方向全长不一样。在本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的其他特定的方面，在所述至少一个IDT电极中，占空比最大的部分与占空比最小的部分的占空比的比率处于1.04以上且2.5以下的范围。在本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的另外特定的方面，所述至少一个IDT电极是所述多个IDT电极的全部。在本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的其他特定的方面，所述纵耦合谐振器型声表面波滤波器还具备在所述高声速部件的与所述低声速膜相反的一侧的面层叠的支撑基板。在本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的又一特定的方面，所述高声速部件由所传播的体波声速高于所述压电膜中传播的弹性波的声速的高声速支撑基板构成。-发明效果-根据本发明所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器，在利用SH波来得到滤波器特性时，能够有效地使瑞利波寄生的电平较小。因此，能够得到良好的滤波器特性。附图说明图1(a)以及图1(b)是表示本发明的第1实施方式所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的层叠构造的示意正面剖视图以及第1实施方式中使用的一个IDT电极的放大俯视图。图2是本发明的第1实施方式中使用的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的示意俯视图。图3是具有本发明的第1实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的双工器的电路图。图4是表示第1实施方式中的各IDT电极的沿着声表面波传播方向的占空比的变化的图。图5是表示比较例的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的衰减量-频率特性的图。图6是表示本发明的第1实施方式所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的衰减量-频率特性的图。图7是表示最大占空比和最小占空比的比率、与瑞利波寄生电平的关系的图。图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的层叠构造的示意正面剖视图。具体实施方式以下，通过参照附图来说明本发明的具体实施方式，来使本发明清楚明了。图1(a)是表示本发明的第1实施方式所涉及的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的层叠构造的示意正面剖视图，图1(b)是第1实施方式中使用的一个IDT电极的放大俯视图。如图1(a)所示，纵耦合谐振器型声表面波滤波器1具有支撑基板2。在支撑基板2上，依次层叠作为高声速部件的高声速膜3、低声速膜4以及压电膜5。在压电膜5的上表面，形成用于形成纵耦合谐振器型声表面波滤波器的电极构造。上述电极构造也可以形成于压电膜5的下表面。图2中通过示意俯视图来表示上述电极构造。也就是说，第1～第5IDT电极6～10在声表面波传播方向顺序排列。在第1～第5IDT电极6～10的声表面波传播方向两侧设置反射器11、12。因此，构成5IDT型的纵耦合谐振器型声表面波滤波器1。另外，图2中，通过将矩形框的对角线彼此连结的形状来示意性地表示各IDT电极6～10以及反射器11、12。上述支撑基板2能够使用适当的绝缘体或者电介质来形成。作为这样的材料，能够使用蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂或水晶等的压电体、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、滑石或镁橄榄石等的各种陶瓷、玻璃等的电介质、硅、或氮化镓等的半导体、或者树脂等。另外，在本说明书中，所谓高声速膜，是指相比于压电膜5中传播的表面波、边界波的弹性波，该高声速膜中的体波的声速为高速的膜。此外，所谓低声速膜，是指相比于压电膜5中传播的体波，该低声速膜中的体波的声速为低速的膜。此外，虽然从某个构造上的IDT电极激励出各种声速的不同模式的弹性波，但所谓压电膜5中传播的弹性波，表示为了得到滤波器或谐振器的特性而利用的特定的模式的弹性波。在本实施方式中，作为弹性波，利用SH波。上述高声速膜3发挥作用以使得将声表面波封闭在压电膜5以及低声速膜4层叠的部分，不泄漏到比高声速膜3靠下的构造。在本实施方式中，高声速膜3由氮化硅构成。不过，只要能够封闭上述声表面波，能够使用氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮氧化硅、DLC膜或者类金刚石、以上述材料为主成分的介质、以上述材料的混合物为主成分的介质等的各种高声速材料。为了将声表面波封闭在压电膜5以及低声速膜4层叠的部分，高声速膜3的膜厚最好较厚。更具体而言，高声速膜3的膜厚最好是声表面波的波长λ的0.5倍以上，进一步地，最好是1.5倍以上。作为构成上述低声速膜4的材料，能够使用具有比压电膜5中传播的体波低声速的体波声速的适当的材料。作为这样的材料，能够使用氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽，此外，能够使用向氧化硅添加了氟、碳、硼的化合物等、以上述材料为主成分的介质。在本实施方式中，在压电膜5的下方层叠了低声速膜4以及高声速膜3，因此在压电膜5能够封闭如后述那样被激励的声表面波。即声表面波的能量难以泄露到比高声速膜3靠下的部分。另一方面，在纵耦合谐振器型声表面波滤波器1中，在IDT电极6～10，遍及声表面波传播方向全长调整占空比，以便能够抑制瑞利波的响应。以IDT电极6为代表，参照图1(b)来对此进行说明。第1IDT电极6具有：第1母线21、和与第1母线21平行延伸的第2母线22。第1母线21与多根第1电极指23a～23g的一端连接。此外，第2母线22与多根第2电极指24a～24f的一端连接。多根第1电极指23a～23g以及多根第2电极指24a～24f相互插合。声表面波传播方向是与第1电极指23a～23g以及第2电极指24a～24f的延伸方向正交的方向。在上述IDT电极6中，在声表面波传播方向上，占空比遍及全长不一样。也就是说，第1电极指23a～23g的宽度方向尺寸不一样，被设为不同。第2电极指24a～24g也不一样。换言之，构成为遍及IDT电极6的声表面波传播方向全长，占空比变化。另外，作为IDT电极的电极指的构成，说明了第1IDT电极6，在第2～第5IDT电极7～10中，也构成为遍及各IDT电极的声表面波传播方向全长，占空比不一样。图4表示上述实施方式中的IDT电极6～10的占空比的声表面波传播方向的变化。为了确认上述效果，制作了图3所示的双工器31。双工器31具有与天线端子32连接的共用连接端子33。在天线端子32与接地电位之间连接电感L。在共用连接端子33与发送端子34之间连接梯子型滤波器35。梯子型滤波器35具有串联臂谐振器S1～S5。此外，形成第1～第4并联臂以使得将串联臂与接地电位连结。在第1并联臂设置第1并联臂谐振器P1。在第2～第4并联臂分别设置第2～第4并联臂谐振器P2～P4。上述串联臂谐振器S1～S5以及并联臂谐振器P1～P4均由声表面波谐振器构成。另一方面，在共用连接端子33与接收端子36之间，构成接收滤波器。该接收滤波器具有上述实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器1。在纵耦合谐振器型声表面波滤波器1与共用连接端子33之间连接由声表面波谐振器构成的串联臂谐振器S11、S12。在与串联臂谐振器S11、S12之间的连接点37和接地电位之间，连接并联臂谐振器P11。此外，在纵耦合谐振器型声表面波滤波器1的输出端与接地电位之间连接并联臂谐振器P12。按照以下的规格来制作上述实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器1。作为支撑基板2，使用Si基板，其厚度设为200μm。作为高声速膜3，使用SiN膜，厚度设为1345nm。作为低声速膜4，使用SiO2膜，其厚度设为670nm。作为压电膜5，使用切角50°的LiTaO3基板，其厚度设为600nm。作为IDT电极6～10以及反射器11、12的材料，使用从下方起依次层叠12nm的厚度的Ti层、162nm的厚度的含有1重量％的Cu的Al合金层的材料。此外，在电极上，作为保护膜，层叠了25nm的厚度的SiO2膜。第1～第5IDT电极6～10中的电极指交叉宽度＝40μm在第1～第5IDT电极6～10，在IDT电极彼此相邻的部分具有窄间距电极指部。并且，使占空比在声表面波传播方向变化，以使得最小占空比为0.45，最大占空比为0.55。更具体而言，如图4所示，使占空比变化，以使得IDT电极6～10的占空比在声表面波传播方向变化。在实施方式中，由第1～第5IDT电极6～10中的电极指间距规定的波长如下述的表1所示。[表1]波长μm第1、第5IDT电极主要部分1.985第1、第5IDT电极窄间距部分1.856第2、第4IDT电极外侧窄间距部分1.781第2、第4IDT电极主要部分1.940第2、第4IDT电极内侧窄间距部分1.872第3IDT电极窄间距部分1.899第3IDT电极主要部分1.974第1～第5IDT电极6～10中的电极指的对数如下述的表2所示。[表2]电极指对数第1、第5IDT电极主要部分19第1、第5IDT电极窄间距部分1.5第2、第4IDT电极外侧窄间距部分1第2、第4IDT电极主要部分14.5第2、第4IDT电极内侧窄间距部分3.5第3IDT电极窄间距部分4.5第3IDT电极主要部分22反射器11、12的电极指的根数各设为75根。此外，反射器中的占空比设为0.5，波长设为1.985μm。为了比较，在第1～第5IDT电极中，除了占空比恒定为0.5，制作了与本实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器1相同的比较例的纵耦合谐振器型声表面波滤波器。使用上述实施方式以及比较例的纵耦合谐振器型声表面波滤波器，制作了Band25用的双工器。Band25中的发送频带是1850～1915MHz，接收频带是1930～1990MHz。图5以及图6中表示使用了上述比较例以及实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的双工器中的接收滤波器的衰减量频率特性。可知在图5所示的比较例的接收波形中，在通带的0.76倍的频率位置，基于由箭头R所示的瑞利波的寄生表现得较大。与此相对地，可知在图6所示的实施方式的接收波形中，瑞利波寄生被充分抑制。更具体而言，根据实施方式，瑞利波寄生的电平与比较例相比，改善了4dB左右。考虑该理由如下。考虑为了窄间距电极指的波长是主要部分的电极指的波长的大约0.76倍，在通带的0.76倍附近产生寄生。与此相对地，在上述实施方式中，考虑为了在第1～第5IDT电极6～10使占空比变化，将IDT电极的波长设为恒定，上述寄生被抑制。如上所述可知，通过使用纵耦合谐振器型声表面波滤波器1，能够有效地使瑞利波寄生的电平较小。此外，本申请发明人使上述第1～第5IDT电极6～10的最大占空比与最小占空比的比进行各种变化，同样测定瑞利波寄生的电平。图7中表示其结果。另外，所谓图7的纵轴的瑞利波寄生电平(dB)，表示瑞利波寄生所产生的部分的衰减量(dB)，值越大，瑞利波寄生越小。由图7可知，最大占空比与最小占空比的比越大，越能够有效地抑制瑞利波寄生。在上述实施方式中，最大占空比与最小占空比的比为0.55/0.45＝1.22。此外，可知为了将上述瑞利波寄生电平改善1dB以上，将最大占空比与最小占空比的比设为1.04以上即可。因此，为了充分地抑制瑞利波寄生的电平，上述最大占空比与最小占空比的比最好为1.04以上。另一方面，为了更有效地抑制瑞利波寄生的电平，优选最大占空比与最小占空比的比较大。但是，在使占空比变化来制作IDT电极时，若最大占空比与最小占空比的比超过2.5则制造变得困难。因此，优选最大占空比与最小占空比的比为1.04以上且2.5以下。图8是表示第2实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器的层叠构造的示意正面剖视图。第2实施方式的纵耦合谐振器型声表面波滤波器41具有高声速支撑基板42。高声速支撑基板42所传播的体波声速比压电膜5中传播的弹性波的声速高。因此，高声速支撑基板42能够由与高声速膜3相同的材料形成。这样，也可以省略第1实施方式的支撑基板2，取代高声速膜3而使用高声速支撑基板42。另外，在上述实施方式中，说明了5IDT型的纵耦合谐振器型声表面波滤波器1、41，但本发明也能够应用于3IDT型、具有比5IDT型多的IDT电极的纵耦合谐振器型声表面波滤波器。-符号说明-1...纵耦合谐振器型声表面波滤波器2...支撑基板3...高声速膜4...低声速膜5...压电膜6～10...第1～第5IDT电极11、12...反射器21、22...第1、第2母线23a～23g...第1电极指24a～24f...第2电极指31...双工器32...天线端子33...共用连接端子34...发送端子35...梯子型滤波器36...接收端子37...连接点41...纵耦合谐振器型声表面波滤波器42...高声速支撑基板P1～P4、P11、P12...并联臂谐振器S1～S5、S11、S12...串联臂谐振器当前第1页1 2 3