专利名称：弹性边界波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如共振子或滤波器等中使用的弹性边界波装置，更详细来说，涉 及在由LiTaO3形成的压电基板上层叠有第一、第二介质层的三介质结构的弹性边界波装置。
背景技术：
近年来，取代弹性表面波装置，弹性边界波装置引人注目。在弹性边界波装置 中，无需具有空洞的封装。因此，通过使用弹性边界波装置，能够实现共振子或滤波器 的小型化。在下述的专利文献1中，作为弹性边界波装置的一例，公开有在压电基板上层 叠有第一、第二介质层的三介质结构的弹性边界波装置。如图31所示，在此，在压电基 板1001上形成有交叉指型电极(未图示)，在该压电基板1001上层叠有多结晶氧化硅膜 作为第一介质层1002，并层叠有多结晶硅膜作为第二介质层1003。IDT电极配置在上述 压电基板和多结晶氧化硅膜的界面上。由于多结晶硅膜的形成，如图31所示，能够将由IDT电极激励的弹性边界波的 能量封闭在由多结晶氧化硅膜形成的第一介质层1002中。另外，即使在多结晶硅膜的膜质发生劣化的情况下，也难以产生电特性的劣 化，而且通过多结晶氧化硅膜及多结晶硅膜保护IDT电极，因此能提高可靠性。此外， 通过利用三介质结构，能够提升高频化专利文献1 W098/52279在专利文献1中，关于IDT电极的膜厚引起的特性的变化等并未特别言及。然 而，在专利文献1所记载的以往的弹性边界波装置中可知，将IDT电极的膜厚形成为较厚 时或形成有由密度大的金属构成的IDT电极时，未希望的横模式脉动被激励。而且，在 专利文献1所记载的使用有LiTaO3的三介质结构中，能得到良好特性的结构未作具体说 明。
发明内容
本发明鉴于上述现有技术的现状，目的在于提供一种在使用有由LiTaO3单结晶 形成的压电基板的三介质结构的弹性边界波装置中，能够抑制频率特性上出现的横模式 脉动的弹性边界波装置。而且，减小传播常数α。此外，增大机电耦合系数K2而进行 宽带化。根据本发明，提供一种弹性边界波装置，其特征在于，具备由LiTaO3单结晶 形成的压电基板；层叠在所述压电基板上，且由电介质形成的第一介质层；层叠在所述 第一介质层上，且由音速与形成第一介质层的所述电介质不同的电介质形成的第二介质 层；配置在所述压电基板和所述第一介质层的边界的至少一个交叉指型电极，其中，所 述第一介质层的膜厚为H，所述交叉指型电极的膜厚为h，交叉指型电极中的电极指的周2/45 页
期为λ，形成交叉指型电极的金属的密度的相对于Au的密度的比为a时，第一介质层的 音速比LiTaO3的音速慢，第二介质层的音速比LiTaO3的音速快，(h/ λ ) Xa《0.05。在本发明的弹性边界波装置中，作为形成上述第一介质层的电介质，并末特别 限定，但优选使用Si02。这种情况下，LiTaO3具有负的频率温度系数，相对于此，SiO2 具有正的频率温度系数，因此能够减小弹性边界波装置的频率温度系数的绝对值。由 此，能够减小温度变化引起的特性的变化。在本发明的弹性边界波装置中，用于形成上述第二介质层的电介质并未特别限 定，但优选使用从由SiN、SiON、A1N、AlO> Si、SiC>类金刚石及多晶硅形成的组中 选择的一种材料。这种情况下，能够利用波导效果将弹性边界波封闭在SiO2层中。在本发明的弹性边界波装置中，优选，所述LiTaO3的欧拉角为(O° 士5°， Θ，0° 士 25° )时，相对于Η/λ及θ的值，交叉指型电极的标准化膜厚(h/λ) Xa在 下述的表1 表10的范围。[表1]
时
权利要求
1.一种弹性边界波装置，其特征在于，具备由LiTaO3单晶形成的压电基板；层叠在所述压电基板上，且由电介质形成的第一介质层；层叠在所述第一介质层上，且由音速与形成第一介质层的所述电介质不同的电介质 形成的第二介质层；配置在所述压电基板和所述第一介质层的边界的至少一个交叉指型电极，所述第一介质层的膜厚为H，所述交叉指型电极的膜厚为h，交叉指型电极中的电 极指的周期为λ，形成交叉指型电极的金属的密度的相对于Au的密度的比为a时， 第一介质层的音速比LiTaO3的音速慢，第二介质层的音速比LiTaO3的音速快，(h/ λ ) X 05。
2.根据权利要求1所述的弹性边界波装置，其特征在于，形成所述第一介质层的所述电介质以SiO2为主体。
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，形成所述第二介质层的所述电介质以从由SiN、SiON、A1N、AlO> Si、SiC>类金 刚石及多晶硅形成的组中选择的一种材料为主体。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的弹性边界波装置，其特征在于，设所述LiTaO3的欧拉角为(0° 士5°， θ , 0° 士25° )时，相对于H/λ及θ的值，交叉指型电极的标准化膜厚(h/λ) Xa处于下述的表1 表10的范围， [表1]
5.根据权利要求1 3中任一项所述的弹性边界波装置，其特征在于， 设所述LiTaO3的欧拉角为(0° 士5°， θ , 0° 士25° )时，相对于H/λ及θ的 值，交叉指型电极的标准化膜厚(h/λ) Xa处于下述的表11 表20的范围， [表 11]
6.根据权利要求4或5所述的弹性边界波装置，其特征在于，所述LiTaO3W欧拉角(Φ，θ , ψ)，通过下述式(A)而被设成弹性边界波特性实质 上等价的欧拉角式㈧
7.根据权利要求1 6中任一项所述的弹性边界波装置，其特征在于，所述交叉指型 电极以Pt为主体。
8.根据权利要求1 6中任一项所述的弹性边界波装置，其特征在于，所述交叉指型电极具备设置在第一介质层侧的Al膜和设置在所述压电基板侧的Pt 膜，并以Pt膜及Al膜为主体。
9.根据权利要求1 6中任一项所述的弹性边界波装置，其特征在于，所述交叉指型电极具有设置在所述第一介质层侧的Pt膜和设置在所述压电基板层侧 的Al膜，并以Pt膜及Al膜为主体。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的弹性边界波装置，其特征在于，所述交叉指型电极由层叠有多个金属膜的层叠金属膜形成，在该层叠金属膜内的 与所述压电基板相接的层、与所述第一介质层相接的层及金属膜间的层的至少一个部位 上，具有从由Ti、Ni及NiCr组成的组中选择的至少一种金属构成的金属膜。
全文摘要
本发明提供一种具有三介质结构且能够抑制不希望的横模式脉动的弹性边界波装置。一种弹性边界波装置具备由LiTaO3单结晶形成的压电基板；层叠在所述压电基板上，且由电介质形成的第一介质层；层叠在所述第一介质层上，且由音速与形成第一介质层的所述电介质不同的电介质形成的第二介质层；配置在所述压电基板和所述第一介质层的边界的至少一个交叉指型电极，其中，所述第一介质层的膜厚为H，所述交叉指型电极的膜厚为h，交叉指型电极中的电极指的周期为λ，形成交叉指型电极的金属的密度的相对于Au的密度的比为a时，第一介质层的音速比LiTaO3的音速慢，第二介质层的音速比LiTaO3的音速快，(h/λ)×a≤0.05。
文档编号H01L41/09GK102017407SQ20098011539
公开日2011年4月13日 申请日期2009年3月31日 优先权日2008年4月30日
发明者中尾武志, 山根毅 申请人:株式会社村田制作所