(57)【要約】【課題】  ＩＤＴ電極の材質を変更することなく、ＩＤＴ電極の耐圧を向上させる。【解決手段】  ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´とＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´との間で相互誘導が引き起こされるように、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´が形成された圧電体１ｂをＩＤＴ電極２ａ、２ａ´が形成された圧電体１ａ上に積層配置し、弾性表面波装置Ｗ２の入力電極５ｂに入力された高周波信号を、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´とＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´との間の相互誘導にて弾性表面波装置Ｗ１の出力電極５ａから取り出す。【選択図】      図１
2006074135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電極が設けられた第１の弾性表面波素子と、
出力電極が設けられ、前記第１の弾性表面波素子との間で相互誘導が引き起こされるように配置された第２の弾性表面波素子とを備えることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項２】
前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子とは積層配置されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項３】
前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子とは同一平面上に並べて配置されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波装置。
【請求項４】
半導体基板上に形成された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に積層された第１圧電体層と、
前記第１圧電体層上に形成された第１ＩＤＴ電極と、
前記第１圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極に接続された入力電極と、
前記第１ＩＤＴ電極が形成された前記第１圧電体層上に積層された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に積層された第２圧電体層と、
前記第２圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極との間で相互誘導が引き起されるように配置された第２ＩＤＴ電極と、
前記第２圧電体層上に形成され、前記第２ＩＤＴ電極に接続された出力電極とを備えることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項５】
半導体基板上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に積層された圧電体層と、
前記圧電体層上に形成された第１ＩＤＴ電極と、
前記圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極に接続された入力電極と、
前記圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極との間で相互誘導が引き起されるように配置された第２ＩＤＴ電極と、
前記圧電体層上に形成され、前記第２ＩＤＴ電極に接続された出力電極とを備えることを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）装置に関し、特に、複数の弾性表面波装置間で電力の授受を行わせることにより、弾性表面波装置の耐圧を向上させる方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話の小型化に伴って、高性能で小型化が容易な弾性表面波装置が携帯電話の送受信回路に用いられている。ここで、弾性表面波装置を構成するＩＤＴ（インターデジタルトランスデューサ）電極の耐圧を向上させるために、ＩＤＴ電極の材質として、アルミニウム−銅合金膜を用いる方法がある。
また、例えば、特許文献１には、アルミニウム膜とアルミニウム酸化膜とを圧電基板上に交互に複数層積層し、この積層膜をＩＤＴ電極およびグレーティング反射器に用いることにより、ＩＤＴ電極の耐圧を向上させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−７６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＩＤＴ電極の耐圧を向上させるためにＩＤＴ電極の材質を変更すると、生産工程の増大を招いたり、新たな装置を導入したりする必要があり、スループットの低下を引き起こすとともに、コストアップの原因となるという問題があった。また、ＩＤＴ電極の耐圧を向上させるために、製造プロセスを変更すると、弾性表面波装置の寿命の劣化を引き起こすという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ＩＤＴ電極の材質を変更することなく、ＩＤＴ電極の耐圧を向上させることが可能な弾性表面波装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る弾性表面波装置によれば、入力電極が設けられた第１の弾性表面波素子と、出力電極が設けられ、前記第１の弾性表面波素子との間で相互誘導が引き起こされるように配置された第２の弾性表面波素子とを備えることを特徴とする。
これにより、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子との間で授受される電力を一定に保ちつつ、第１の弾性表面波素子で発生する電圧よりも低い電圧を第２の弾性表面波素子に印加することができ、ＩＤＴ電極間に加わる電圧を低下させることが可能となる。このため、ＩＤＴ電極の材質を変更することなく、弾性表面波素子の耐圧を向上させることが可能となり、製造プロセスの変更を不要として、コストアップを抑制することが可能となるとともに、弾性表面波装置の寿命を延ばすことができる。
【０００６】
また、本発明の一態様に係る弾性表面波装置によれば、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子とは積層配置されていることを特徴とする置。
これにより、第１の弾性表面波素子のＩＤＴ電極と第２の弾性表面波素子のＩＤＴ電極とを接近させることが可能となるとともに、弾性表面波装置の実装面積の増大を抑制することが可能となる。このため、弾性表面波装置の小型化を図りつつ、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子との間で相互誘導を効率よく引き起こさせることが可能となり、弾性表面波素子の耐圧を向上させることが可能となる。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る弾性表面波装置によれば、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子とは同一平面上に並べて配置されていることを特徴とする。
これにより、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子とを一括形成することが可能となり、製造工程を増大させることなく、弾性表面波素子の耐圧を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る弾性表面波装置によれば、半導体基板上に形成された第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に積層された第１圧電体層と、前記第１圧電体層上に形成された第１ＩＤＴ電極と、前記第１圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極に接続された入力電極と、前記第１ＩＤＴ電極が形成された前記第１圧電体層上に積層された第２絶縁層と、前記第２絶縁層上に積層された第２圧電体層と、前記第２圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極との間で相互誘導が引き起されるように配置された第２ＩＤＴ電極と、前記第２圧電体層上に形成され、前記第２ＩＤＴ電極に接続された出力電極とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極とを積層させることが可能となり、弾性表面波装置の実装面積の増大を抑制しつつ、第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極との間で相互誘導を効率よく引き起こさせることが可能となる。このため、弾性表面波装置の小型化を図りつつ、弾性表面波装置の耐圧を向上させることが可能となるとともに、ＩＤＴ電極の材質の変更を不要として、弾性表面波装置の寿命の劣化を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る弾性表面波装置によれば、半導体基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に積層された圧電体層と、前記圧電体層上に形成された第１ＩＤＴ電極と、前記圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極に接続された入力電極と、前記圧電体層上に形成され、前記第１ＩＤＴ電極との間で相互誘導が引き起されるように配置された第２ＩＤＴ電極と、前記圧電体層上に形成され、前記第２ＩＤＴ電極に接続された出力電極とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極とを同一平面上に並べて配置することが可能となるとともに、第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極との間で授受される電力を一定に保ちつつ、第１ＩＤＴ電極で発生する電圧よりも低い電圧を第２ＩＤＴ電極に印加することができる。このため、第１ＩＤＴ電極と第２ＩＤＴ電極とを一括形成することが可能となり、製造工程を増大させることなく、弾性表面波装置の耐圧を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る弾性表面波装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成を示す斜視図である。
図１において、弾性表面波素子Ｗ１には圧電体１ａが設けられ、圧電体１ａ上には、弾性表面波を励振するＩＤＴ電極２ａ、２ａ´が形成されるとともに、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´の前後には、弾性表面波を反射するグレーティング反射器３ａ、４ａがそれぞれ配置されている。なお、ＩＤＴ２ａ、２ａ´電極は、互いにかみ合うように配置された１組の櫛形電極にて構成することができる。また、圧電体１ａ上には、出力電極５ａおよび接地電極６ａが形成され、出力電極５ａはＩＤＴ電極２ａに接続されるとともに、接地電極６ａはＩＤＴ電極２ａ´に接続されている。
【００１３】
また、弾性表面波素子Ｗ２には圧電体１ｂが設けられ、圧電体１ｂ上には、弾性表面波を励振するＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´が形成されるとともに、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´の前後には、弾性表面波を反射するグレーティング反射器３ｂ、４ｂが配置されている。なお、ＩＤＴ２ｂ、２ｂ´電極は、互いにかみ合うように配置された１組の櫛形電極にて構成することができる。また、圧電体１ｂ上には、入力電極５ｂおよび接地電極６ｂが形成され、入力電極５ｂはＩＤＴ電極２ｂに接続されるとともに、接地電極６ｂはＩＤＴ電極２ｂ´に接続されている。ここで、弾性表面波装置Ｗ２のＩＤＴ電極２ｂ´はストリップ線路によるインダクタ構成とすることができる。
【００１４】
そして、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´が形成された圧電体１ｂは、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´とＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´との間で相互誘導が引き起こされるように、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´が形成された圧電体１ａ上に積層配置されている。
図２は、図１の弾性表面波装置の構概略成を示す断面図である。
図２において、半導体基板７には素子形成領域９が設けられ、素子形成領域９にはトランジスタ、抵抗、容量などの素子が形成されている。なお、半導体基板１の材質としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＰｂＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＺｎＳｅなどを用いることができる。
【００１５】
また、素子形成領域９が設けられた半導体基板７上には層間絶縁膜８ａが形成され、層間絶縁膜８ａ上には、圧電体１ａが積層されている。そして、圧電体１ａ上には、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´が形成され、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´が形成された圧電体１ａ上には、層間絶縁膜８ｂが形成されている。そして、層間絶縁膜８ｂ上には、圧電体１ｂが積層され、圧電体１ｂ上には、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´が形成されている。なお、圧電体１ａ、１ｂとしては、例えば、ＺｎＯ膜またはＳｉＯ2膜とＺｎＯ膜との積層膜などを用いることができる。また、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´およびＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´の材質としては、例えば、Ａｌなどを用いることができる。
【００１６】
そして、図１において、弾性表面波装置Ｗ２の入力電極５ｂに高周波信号が入力されると、インダクタ構成とされたＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´に磁界が発生する。そして、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´に磁界が発生すると、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´との間で相互誘導が引き起こされ、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´に電圧が誘起される。ここで、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´のインダクタンスよりもＩＤＴ電極２ａ、２ａ´のインダクタンスの方が小さいものとすると、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´に誘起される電圧は、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´に印加された電圧より小さくなる一方で、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´に流れる電流は、ＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´に流れる電流より大きくなる。
【００１７】
これにより、弾性表面波素子Ｗ１、Ｗ２間で授受される電力を一定に保ちつつ、弾性表面波素子Ｗ２で発生する電圧よりも低い電圧を弾性表面波素子Ｗ１に印加することができ、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´およびＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´に加わる電圧を低下させることが可能となる。このため、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´、２ｂ、２ｂ´の材質を変更することなく、弾性表面波素子Ｗ１、Ｗ２の耐圧を向上させることが可能となり、製造プロセスの変更を不要として、コストアップを抑制することが可能となるとともに、弾性表面波素子Ｗ１、Ｗ２の寿命を延ばすことができる。
【００１８】
また、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´およびＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´とを積層させることにより、弾性表面波素子Ｗ１、Ｗ２の実装面積の増大を抑制しつつ、ＩＤＴ電極２ａ、２ａ´およびＩＤＴ電極２ｂ、２ｂ´との間で相互誘導を効率よく引き起こさせることが可能となる。このため、弾性表面波素子Ｗ１、Ｗ２の小型化を図りつつ、弾性表面波素子Ｗ１、Ｗ２の耐圧を向上させることが可能となる。
【００１９】
図３は、本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成を示す斜視図である。
図３において、弾性表面波素子Ｗ１１、Ｗ１２には圧電体１１が設けられている。そして、弾性表面波素子Ｗ１１には、圧電体１１上に形成されたＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´が形成されるとともに、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´の前後には、弾性表面波を反射するグレーティング反射器１３ａ、１４ａが配置されている。また、弾性表面波素子Ｗ１１には、圧電体１１上に形成されたＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´が形成されるとともに、ＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´の前後には、弾性表面波を反射するグレーティング反射器１３ｂ、１４ｂが配置されている。なお、ＩＤＴ１２ａ、１２ａ´電極およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´は、互いにかみ合うように配置された１組の櫛形電極にてそれぞれ構成することができる。
【００２０】
また、弾性表面波素子Ｗ１１には、圧電体１１上に形成された出力電極１５ａおよび接地電極１６ａが設けられている。そして、出力電極１５ａはＩＤＴ電極１２ａに接続されるとともに、接地電極１６ａはＩＤＴ電極１２ａ´に接続されている。また、弾性表面波素子Ｗ１２には、圧電体１１上に形成された出力電極１５ｂおよび接地電極１６ｂが設けられている。そして、出力電極１５ｂはＩＤＴ電極１２ｂに接続されるとともに、接地電極１６ｂはＩＤＴ電極１２ｂ´に接続されている。
【００２１】
そして、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´は、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´とＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´との間で相互誘導が引き起こされるように、圧電体１１上に並べて配置されている。
図４は、図３の弾性表面波装置の構概略成を示す断面図である。
図４において、半導体基板１７には素子形成領域１９が設けられ、素子形成領域１９にはトランジスタ、抵抗、容量などの素子が形成されている。また、素子形成領域１９が設けられた半導体基板１７上には層間絶縁膜１８が形成され、層間絶縁膜１８上には、圧電体１１が積層されている。そして、圧電体１１上には、弾性表面波装置Ｗ１１、Ｗ１２にそれぞれ対応して設けられたＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´が形成されている。
【００２２】
そして、図３において、弾性表面波装置Ｗ１２の入力電極１５ｂに高周波信号が入力されると、インダクタ構成とされたＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´に磁界が発生する。そして、ＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´に磁界が発生すると、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´との間で相互誘導が引き起こされ、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´に電圧が誘起される。ここで、ＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´のインダクタンスよりもＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´のインダクタンスの方が小さいものとすると、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´に誘起される電圧は、ＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´に印加された電圧より小さくなる一方で、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´に流れる電流は、ＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´に流れる電流より大きくなる。
【００２３】
これにより、弾性表面波素子Ｗ１１、Ｗ１２間で授受される電力を一定に保ちつつ、弾性表面波素子Ｗ１２で発生する電圧よりも低い電圧を弾性表面波素子Ｗ１１に印加することができ、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´に加わる電圧を低下させることが可能となる。このため、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´、１２ｂ、１２ｂ´の材質を変更することなく、弾性表面波素子Ｗ１１、Ｗ１２の耐圧を向上させることが可能となり、製造プロセスの変更を不要として、コストアップを抑制することが可能となるとともに、弾性表面波素子Ｗ１１、Ｗ１２の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
また、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´を同一の圧電体１１上に形成することにより、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´とを同一平面上に並べて配置することができる。このため、ＩＤＴ電極１２ａ、１２ａ´およびＩＤＴ電極１２ｂ、１２ｂ´を一括形成することが可能となり、製造工程を増大させることなく、弾性表面波素子Ｗ１１、Ｗ１２の耐圧を向上させることができる。
【００２５】
図５は、弾性表面波装置のインダクタンス特性を示す断面図である。
図５において、Ｐ型半導体基板２１上には、フィールド酸化膜２２が形成され、フィールド酸化膜２２上には、インシュレータ２３が積層されている。そして、インシュレータ２３上には、アルミ線２４が形成されている。ここで、アルミ線２４のインダクタンスＬ（ｎＨ／ｍｍ）は以下の式で与えることができる。
Ｌ（ｎＨ／ｍｍ）
＝１．２５／（Ｗ／ｈ＋１．３９３＋０．６６７×ｌｎ［Ｗ／ｈ＋１．４４］）
ただし、Ｗはアルミ線２４のライン幅、ｈはフィールド酸化膜２２の膜厚およびインシュレータ２３の膜厚の合計である。
【００２６】
このため、アルミ線２４のライン幅Ｗ、フィールド酸化膜２２の膜厚およびインシュレータ２３の膜厚を調整することにより、所望のインダクタンスＬ（ｎＨ／ｍｍ）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】図１の弾性表面波装置の構概略成を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る弾性表面波装置の概略構成を示す斜視図。
【図４】図３の弾性表面波装置の構概略成を示す断面図。
【図５】弾性表面波装置のインダクタンス特性を示す断面図。
【符号の説明】
【００２８】
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１１、Ｗ１２  弾性表面波装置、１ａ、１ｂ、１１  圧電体、２ａ、２ａ´、２ｂ、２ｂ´、１２ａ、１２ａ´、１２ｂ、１２ｂ´  ＩＤＴ電極、３ａ、４ａ、３ｂ、４ｂ、１３、１４  グレーティング反射器、５ａ、１５ａ  出力電極、５ｂ、１５ｂ  入力電極、６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ  接地電極、７、１７  半導体基板、８ａ、８ｂ、１８  絶縁層、９、１９  素子形成領域、２１  Ｐ型半導体基板、２２  フィールド酸化膜、２３  インシュレータ  ２４  アルミ線
【図１】
2006074135.tif 000003
【図２】
2006074135.tif 000004
【図３】
2006074135.tif 000005
【図４】
2006074135.tif 000006
【図５】
2006074135.tif 000007