(57)【要約】      （修正有）【課題】二酸化ケイ素膜の吸湿を防止して耐湿性を向上させると共に、伝播特性に影響を及ぼすことのないように構成された保護膜を有する弾性表面波素子を提供する。【解決手段】弾性表面波素子は、上面２１０ａを有する圧電基板２１０と、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで圧電基板の上面に形成されたＩＤＴ電極２１１、第１の反射電極２１２及び第２の反射電極２１３と、圧電基板の上面においてＩＤＴ電極、第１の反射電極及び第２の反射電極を覆うように形成された第１の二酸化ケイ素膜２２１と、第１の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜２２２と、酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第２の二酸化ケイ素膜２２３とを含む。【選択図】図２
2018023109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波素子であって、
上面を有する圧電基板と、
弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで前記圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極と、
前記圧電基板の上面において前記ＩＤＴ電極を覆うように形成された第１の二酸化ケイ素膜と、
前記第１の二酸化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、
前記酸窒化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された第２の二酸化ケイ素膜と
を含む弾性表面波素子。
【請求項２】
前記酸窒化ケイ素膜は、第１の領域に第１の膜厚を有し、第２の領域に第２の膜厚を有し、
前記第２の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、
前記第２の膜厚は前記第１の膜厚よりも大きい請求項１の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記第１の二酸化ケイ素膜と前記酸窒化ケイ素膜との間に挟まれるように形成された窒化ケイ素膜をさらに含む請求項１の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記窒化ケイ素膜は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応する請求項３の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記窒化ケイ素膜は、第１の領域に第１の膜厚を有し、第２の領域に第２の膜厚を有し、
前記第２の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、
前記第２の膜厚は前記第１の膜厚よりも大きい請求項３の弾性表面波素子。
【請求項６】
前記ＩＤＴ電極の両側において前記圧電基板の上面に形成された第１の反射電極及び第２の反射電極をさらに含み、
前記ＩＤＴ電極は、前記弾性表面波の伝播方向において前記第１の反射電極と前記第２の反射電極との間に設けられる請求項１の弾性表面波素子。
【請求項７】
前記弾性表面波の音速は、前記酸窒化ケイ素膜における窒素及び酸素の組成を制御することによって調整可能である請求項１の弾性表面波素子。
【請求項８】
前記圧電基板はニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる請求項１の弾性表面波素子。
【請求項９】
弾性表面波素子であって、
上面を有する圧電基板と、
弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで前記圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極と、
前記圧電基板の上面において前記ＩＤＴ電極を覆うように形成された第１の二酸化ケイ素膜と、
前記第１の二酸化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された窒化ケイ素膜と、
前記窒化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、
前記酸窒化ケイ素膜を覆いかつこれに接触するように形成された第２の二酸化ケイ素膜と
を含み、
前記窒化ケイ素膜が前記第１の二酸化ケイ素膜と前記酸窒化ケイ素膜との間に設けられ、
前記酸窒化ケイ素膜が前記窒化ケイ素膜と前記第２の二酸化ケイ素膜との間に設けられる弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記窒化ケイ素膜は、第１の領域に第１の膜厚を有し、第２の領域に前記第１の膜厚よりも大きな第２の膜厚を有し、
前記第２の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応する請求項９の弾性表面波素子。
【請求項１１】
前記弾性表面波の音速は、前記酸窒化ケイ素膜における窒素及び酸素の組成を制御することによって調整可能である請求項９の弾性表面波素子。
【請求項１２】
前記圧電基板はニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる請求項９の弾性表面波素子。
【請求項１３】
弾性表面波素子であって、
上面を有する圧電基板と、
弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで前記圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極と、
前記圧電基板の上面において前記ＩＤＴ電極を覆うように形成された二酸化ケイ素膜と、
前記二酸化ケイ素膜を覆うように形成された吸湿防止膜と、
前記吸湿防止膜を覆うように形成された酸化防止膜と
を含む弾性表面波素子。
【請求項１４】
前記ＩＤＴ電極の両側において前記圧電基板の上面に形成された第１の反射電極及び第２の反射電極をさらに含み、
前記ＩＤＴ電極は、前記弾性表面波の伝播方向において前記第１の反射電極と前記第２の反射電極との間に設けられる請求項１３の弾性表面波素子。
【請求項１５】
前記吸湿防止膜は酸窒化ケイ素膜である請求項１４の弾性表面波素子。
【請求項１６】
前記酸化防止膜は二酸化ケイ素からなる請求項１５の弾性表面波素子。
【請求項１７】
前記二酸化ケイ素膜と前記吸湿防止膜との間の窒化ケイ素膜をさらに含む請求項１６の弾性表面波素子。
【請求項１８】
前記吸湿防止膜は、前記弾性表面波素子の第１の領域に第１の膜厚を有し、前記弾性表面波素子の第２の領域に第２の膜厚を有し、
前記第２の領域は、前記複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、
前記第２の膜厚は前記第１の膜厚よりも大きい請求項１６の弾性表面波素子。
【請求項１９】
前記吸湿防止膜はＳｉＯｘＮ２−ｘの組成を有し、ここで０＜ｘ＜２である請求項１４の弾性表面波素子。
【請求項２０】
前記圧電基板はニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる請求項１３の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来、弾性表面波（ＳＡＷ）素子は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜に水分が吸収されるのを防止するべく耐湿性を向上させる技術により保護されている。例えば、特許文献１及び２には、弾性表面波素子の耐湿性を向上させるための保護膜として、二酸化ケイ素膜上に酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）膜を形成する技術が開示されている。特許文献３には、保護膜として窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜及び二酸化ケイ素膜を形成する技術が開示されている。
【０００２】
図１Ａ及び１Ｂは、酸窒化ケイ素膜として構成された保護膜を設けた従来の弾性表面波素子を示す。図１Ａは弾性表面波素子の電極の配置を示す上面図であり、図１Ｂは（弾性表面波の伝播方向に延びる）Ｉ−Ｉ線に沿った断面図である。圧電基板１１０は、インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極１１１及び反射電極１１２、１１３が形成された面（以下、上面１１０ａとする）を有する。上面１１０ａには二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜１２１が形成され、二酸化ケイ素膜１２１に接触するように保護膜の酸窒化ケイ素膜１２２が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開０８／１４６４４９号
【特許文献２】特開２０１１−２５４５４９号公報
【特許文献３】特開２０１１−０６１７４３号公報
【発明の概要】
【０００４】
複数の側面及び実施形態が、圧電基板を使用した弾性表面波素子、及び当該弾性表面波素子を含むフィルタデバイスに関する。
【０００５】
図１Ａ及び１Ｂに示されるもののような従来の弾性表面波素子において、酸窒化ケイ素膜は、容易に参加する傾向がある。このため、酸窒化ケイ素膜の一部が二酸化ケイ素に転化し、弾性表面波素子の周波数特性が変動することがある。さらに、窒化ケイ素は、二酸化ケイ素よりも音速が大きく、二酸化ケイ素膜の全面に所定の膜厚の保護膜を形成すると、弾性表面波の伝播特性に望ましくない影響を及ぼすことがある。
【０００６】
上述の実情に鑑み、複数の側面及び実施形態が、二酸化ケイ素膜の吸湿を防止して弾性表面波素子の耐湿性を向上させるべく構成された保護膜であって、弾性表面波の伝播特性に望ましくない影響を及ぼすことのないように、酸化が進むことなく安定となるべく構成された保護膜を有する弾性表面波素子を与える。
【０００７】
上述の課題を解決するべく、所定の実施形態に係る弾性表面波素子は、上面を有する圧電基板と、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含んで当該圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極と、当該圧電基板上面において当該ＩＤＴ電極を覆うように形成された第１の二酸化ケイ素膜と、第１の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、当該酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第２の二酸化ケイ素膜とを含んでよい。
【０００８】
所定の実施形態において、酸窒化ケイ素膜は、第１の膜厚及び第２の膜厚を有し、第２の膜厚は、当該複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、第１の膜厚は、当該少なくとも一部の面積の残りの面積に対応し、第２の膜厚は第１の膜厚よりも大きく構成されてよい。
【０００９】
所定の実施形態において、弾性表面波素子はさらに、第１の二酸化ケイ素膜と酸窒化ケイ素膜との間に挟み込まれるように形成された窒化ケイ素膜を含んでよい。窒化ケイ素膜は、複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応してよい。
【００１０】
さらに、所定の実施形態に係る弾性表面波素子は、上面を有する圧電基板と、圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極であって、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、当該圧電基板の上面において当該ＩＤＴ電極を覆うように形成された第１の二酸化ケイ素膜と、第１の二酸化ケイ素膜に接触するように形成された窒化ケイ素膜と、当該窒化ケイ素膜に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜と、当該酸窒化ケイ素膜に接触するように形成された第２の二酸化ケイ素膜とを含んでよい。
【００１１】
窒化ケイ素膜は、第１の膜厚、及び第１の膜厚のよりも大きな第２の膜厚を有し、第２の膜厚は、当該複数の電極指の少なくとも一部の面積に対応し、当該第１の膜厚は、当該少なくとも一部の面積の残りの面積に対応してよい。
【００１２】
酸窒化ケイ素膜の窒素及び酸素の組成を設定することによって当該酸窒化ケイ素膜が許容する当該弾性表面波の音速が調整可能でよく、前記圧電基板は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなってよい。
【００１３】
さらに、所定の実施形態に係る弾性表面波素子は、上面を有する圧電基板と、当該圧電基板の上面に形成されたインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極であって、弾性表面波を励振するべく構成された複数の電極指を含むＩＤＴ電極と、当該圧電基板の上面において当該ＩＤＴ電極を覆うように形成された二酸化ケイ素膜と、前記二酸化ケイ素膜を覆うように形成された吸湿防止膜と、前記吸湿防止膜を覆うように形成された酸化防止膜とを含んでよい。
【００１４】
本開示の所定の側面及び態様によれば、酸化による周波数特性の変動が生じることがなく、弾性表面波の伝播特性に望ましくない影響を及ぼすこともなく、弾性表面波素子の二酸化ケイ素膜への吸湿を防止するために耐湿性を向上させた保護膜を与えることができる。
【００１５】
かかる典型的な側面及び実施形態の、さらなる他側面、実施形態及び利点が以下に説明される。ここに開示される実施形態及び例は、ここに開示の原理の少なくとも一つに整合する任意の態様で他の実施形態及び例と組み合わせることができる。「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替実施形態」、「様々な実施形態」、「一つの実施形態」等の言及は、必ずしも互いに排他的というわけではなく、特定の特徴、構造又は特性が少なくとも一つの実施形態に含まれ得ることを示すように意図される。ここでのそのような用語の登場は、からなずしもすべてが同じ実施形態を言及するわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
少なくとも一つの実施形態の様々な側面が、縮尺どおりとなるようには意図されない添付図面を参照して以下に説明される。図面は、様々な側面及び実施形態の例示と、さらなる理解とを与えるべく含められ、本明細書の一部に組み入れられてその一部を構成するが、本発明の限界を定めることを意図するわけではない。図面において、様々な図面に例示されるのと同一又はほぼ同一の構成要素はそれぞれ、同じ番号で表される。明確さを目的として、すべての構成要素がすべての図面において標識されるわけではない。
【００１７】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、従来の弾性表面波素子の構造を示す。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは、本開示の複数の側面に係る弾性表面波素子の断面図を示す。
【図３】弾性表面波素子の第１の変形例の断面図を示す。
【図４】本開示に係る弾性表面波素子の第２の変形例の断面図を示す。
【図５】本開示に係る弾性表面波素子の第３の変形例の断面図を示す。
【図６】弾性表面波素子の比較例の断面図を示す。
【図７】本開示の複数の側面に係る一以上の弾性表面波素子を含み得るフィルタモジュールの一例のブロック図である。
【図８】本開示の複数の側面に係る一以上のフィルタモジュールを含み得るフロントエンドモジュールの一例のブロック図である。
【図９】図８のフロントエンドモジュールを含む無線機器の一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の複数の側面に係る弾性表面波（ＳＡＷ）素子の例が、添付図面を参照して以下に詳述される。
【００１９】
図２Ａ及び２Ｂは、本開示の一側面に係る弾性表面波素子の一つの例の断面図である。図２Ａは、弾性表面波の伝播方向となる図１に例示されるＩ−Ｉ線に沿った、弾性表面波素子の断面図を示す。図２Ｂは、ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向となる図１Ａに例示されるＩ’−Ｉ’に沿った、弾性表面波素子の断面図を示す。
【００２０】
弾性表面波素子において、弾性表面波を励振するべくインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極２１１が、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）からなる圧電基板２１０の平坦な上面２１０ａに形成される。ＩＤＴ電極２１１は、互いにかみ合わされた電極指を有する一対の櫛形電極を含む。さらに、第１の反射電極２１２及び第２の反射電極２１３が、ＩＤＴ電極２１１の両側に、弾性表面波の伝播方向においてＩＤＴ電極２１１を間に挟むように形成される。
【００２１】
圧電基板２１０は、回転ＹカットＸ伝播で回転角を５度とするニオブ酸リチウムからなってよい。ＩＤＴ電極２１１、第１の反射電極２１２、及び第２の反射電極２１３は、アルミニウムを主成分として形成され、近似的に１５０ナノメートル（ｎｍ）の厚さを有してよい。弾性表面波素子は、中心周波数が近似的に２ＧＨｚのフィルタとして構成され、弾性表面波の波長λは近似的に２マイクロメートル（μｍ）であってよい。
【００２２】
所定の膜厚を有する第１の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜２２１が、ＩＤＴ電極２１１、第１の反射電極２１２、及び第２の反射電極２１３を覆うように、圧電基板２１０の上面２１０ａに形成される。所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）膜２２２が第１の二酸化ケイ素膜２２１に接触するように形成され、所定の膜厚を有する第２の二酸化ケイ素膜２２３が酸窒化ケイ素膜２２２に接触するように形成される。
【００２３】
圧電基板２１０の上面２１０ａに形成された第１の二酸化ケイ素膜２２１により、圧電基板２１０の周囲温度の変動ゆえの熱膨張及び熱収縮によって引き起こされるデバイス内を伝播する弾性表面波の周波数変動のような、弾性表面波素子の特性変動を抑制することができる。
【００２４】
第１の二酸化ケイ素膜２２１に接触するように形成された酸窒化ケイ素膜２２２は、水分が第１の二酸化ケイ素膜２２１に到達し、ひいては第１の二酸化ケイ素膜２２１が吸湿するのを防止するべく、水分の透過を阻止することができる。酸窒化ケイ素膜２２２に接触するように形成された第２の二酸化ケイ素膜２２３は、酸素が酸窒化ケイ素膜２２２に到達して酸窒化ケイ素膜２２２が酸化されるのを防止するべく、酸素の透過を阻止することができる。
【００２５】
本開示の一側面によれば、酸窒化ケイ素膜２２２及び第２の二酸化ケイ素膜２２３から形成された二層構造により、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿と、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化との双方を防止することができる。換言すると、酸窒化ケイ素膜２２２及び第２の二酸化ケイ素膜２２３はそれぞれ、吸湿防止膜及び酸化防止膜として機能する。したがって、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。その結果、弾性表面波素子の安定した動作を確保し、信頼性を高めることができる。
【００２６】
本開示の一側面によれば、酸窒化ケイ素膜２２２を構成する酸窒化ケイ素の組成は、ＳｉＯＮに限らず、ＳｉＯｘＮ２−ｘ（０＜ｘ＜２）を含んでよい。このように、酸窒化ケイ素膜２２２の窒素及び酸素の組成比を設定することにより、酸窒化ケイ素膜２２２の音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波素子の伝播を適切に制御することにより、弾性表面波の伝播特性の向上を図ることができる。
【００２７】
本開示の一側面によれば、窒化ケイ素膜は、第１の二酸化ケイ素膜２２１の全面に、実質的に一様な膜厚で形成する必要がない。このため、窒化ケイ素が全面に形成されることにより、窒化ケイ素が許容する大きな音速に由来して弾性表面波が全面に広がることが回避されるので、伝播特性の望ましくない影響を防止することができる。
【００２８】
わかることだが、上述した弾性表面波素子の圧電基板２１０がニオブ酸リチウムを用いるにもかかわらず、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）も使用できる。さらに、上述した各部の寸法にかかわらず、適切な寸法を選択してよい。加えて、ここに記載される弾性表面波素子には、ＩＤＴ電極２１１、第１の反射電極２１２、及び第２の反射電極２１３のみが例示されるにもかかわらず、他のＩＤＴ電極、他の反射電極、他の回路等を含めることもできる。
【００２９】
図３は、本開示に係る弾性表面波素子の第１の変形例を示す断面図である。図２Ｂと同様、図３は、ＩＤＴ電極２１１の電極指が延びる方向となる図１Ａに例示されるＩ’−Ｉ’線に沿った、弾性表面波素子の断面図を示す。以下の図４〜６においても同様である。
【００３０】
第１の変形例は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜２２５が第１の二酸化ケイ素膜２２１と酸窒化ケイ素膜２２２との間に形成された点で、図２Ａ及び２Ｂに示された弾性表面波素子と相違する。窒化ケイ素膜２２５の存在を除き、図３に例示の弾性表面波素子は、図２Ａ及び２Ｂに関して上述された弾性表面波素子と類似する。
【００３１】
詳しくは、この第１の変形例によれば、圧電基板２１０の上面２１０ａにおいてＩＤＴ電極２１１等を覆うように形成された所定の膜厚を有する第１の二酸化ケイ素膜２２１に接触するように、窒化ケイ素膜２２５が形成される。窒化ケイ素膜２２５は第１の膜厚を有するが、ＩＤＴ電極２１１少なくとも一部を覆う領域２２５ａは、第１の膜厚よりも大きい第２の膜厚を有する。所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜２２２が、窒化ケイ素膜２２５に接触するように形成される。酸窒化ケイ素膜２２２に接触するように所定の膜厚の第２の二酸化ケイ素膜２２３がさらに形成される。
【００３２】
この第１の変形例によれば、酸窒化ケイ素膜２２２及び第２の二酸化ケイ素膜２２３から形成された二層構造により、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿と、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化との双方を防止することができる。したがって、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。
【００３３】
さらに、この第１の変形例によれば、窒化ケイ素膜２２５は、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２５ａの第１の膜厚よりも大きな第２の膜厚を有するように形成される。窒化ケイ素は二酸化ケイ素よりも大きな音速を有するため、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２５ａまわりに弾性表面波のエネルギーを集中して分布させることができ、ひいては、伝播特性の向上を図ることができる。加えて、酸窒化ケイ素膜２２２の窒素及び酸素の組成比を設定することにより、酸窒化ケイ素膜２２２の音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波の伝搬を適切に制御することにより、伝播特性の向上を図ることができる。
【００３４】
この第１の変形例によれば、酸窒化ケイ素膜２２２に加えて窒化ケイ素膜２２５を設けることにより、水分の透過をさらに阻止することができる。したがって、弾性表面波素子の耐水性をさらに向上させることができる。
【００３５】
図４は、本開示に係る弾性表面波素子の第２の変形例を示す断面図である。第２の変形例は、窒化ケイ素膜２２５が第１の二酸化ケイ素膜２２１と酸窒化ケイ素膜２２２との間に挟まれるように形成される点で、図２Ａ及び２Ｂに示される弾性表面波素子と構造的に相違する。さらに、第２の変形例は、窒化ケイ素膜２２５が第１の二酸化ケイ素膜２２１のみを覆う点で第１の変形例とも相違する。しかしながら、第１の二酸化ケイ素膜２２１と酸窒化ケイ素膜２２２との間に挟まれた窒化ケイ素膜２２５の存在を除き、図４に例示の弾性表面波素子は、図２Ａ及び２Ｂに関して上述された弾性表面波素子と類似する。
【００３６】
詳しくは、この第２の変形例によれば、所定の膜厚を有する窒化ケイ素膜２２５が、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２５ａに形成される。窒化ケイ素膜２２５は、所定の膜厚を有して圧電基板２１０の上面２１０ａにおいてＩＤＴ電極２１１等を覆うように形成された第１の二酸化ケイ素膜２２１に接触する。第１の二酸化ケイ素膜２２１に接触して窒化ケイ素膜２２５を覆うように所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜２２２がさらに形成される。さらに、酸窒化ケイ素膜２２２に接触するように所定の膜厚を有する第２の二酸化ケイ素膜２２３が形成される。
【００３７】
図２Ａ及び２Ｂ並びに図３に関して上述された弾性表面波素子と同様、酸窒化ケイ素膜２２２及び第２の二酸化ケイ素膜２２３から形成された二層構造により、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿と、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化との双方を防止することができる。したがって、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。
【００３８】
さらに、この第２の変形例によれば、窒化ケイ素膜２２５は、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２５ａのみにおいて形成される。窒化ケイ素は大きな音速を許容するため、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２５ａまわりに弾性表面波のエネルギーを集中して分布させることができ、ひいては、伝播特性の向上を図ることができる。加えて、酸窒化ケイ素膜２２２の窒素及び酸素の組成比を設定することにより、酸窒化ケイ素膜２２２の音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波の伝搬を適切に制御することにより、伝播特性の向上を図ることができる。
【００３９】
図５は、本開示に係る弾性表面波素子の第３の変形例を示す断面図である。第３の変形例は、一般に第１の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜２２２がまた、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２２ａにおいて第１の膜厚よりも大きな第２の膜厚も有する点で、図２Ａ及び２Ｂに示された弾性表面波素子と構造的に相違する。しかしながら、酸窒化ケイ素膜２２２の厚さの変形例を除き、図５に例示の弾性表面波素子は、図２Ａ及び２Ｂに関して上述された弾性表面波素子と類似する。
【００４０】
詳しくは、第３の変形例によれば、圧電基板２１０の上面２１０ａにおいてＩＤＴ電極２１１等を覆うように形成された所定の膜厚を有する第１の二酸化ケイ素膜２２１に接触するように、酸窒化ケイ素膜２２２が形成される。酸窒化ケイ素膜２２２は一般に第１の膜厚を有するにもかかわらず、酸窒化ケイ素膜２２２はまた、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２２ａにおいて第１の膜厚よりも大きな第２の膜厚も有する。酸窒化ケイ素膜２２２に接触するように所定の膜厚を有する第２の二酸化ケイ素膜２２３がさらに形成される。
【００４１】
前述の弾性表面波素子と同様、酸窒化ケイ素膜２２２及び第２の二酸化ケイ素膜２２３から形成された二層構造により、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿と、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化との双方を防止することができる。したがって、第１の二酸化ケイ素膜２２１の吸湿による伝播特性の劣化を防止するとともに、酸窒化ケイ素膜２２２の酸化による周波数特性の変動を防止することができる。
【００４２】
さらに、この第３の変形例によれば、酸窒化ケイ素膜２２２が、ＩＤＴ電極２１１の少なくとも一部を覆う領域２２２ａにおいて第１の膜厚よりも大きな第２の膜厚を有するように形成される。ここで、酸窒化ケイ素膜２２２は、包含される窒素及び酸素の組成比を設定することにより音速を所望の値に調整することができる。したがって、弾性表面波のエネルギーの分布を制御することにより、伝播特性の向上を図ることができる。
【００４３】
図６は、比較例としての弾性表面波素子の一例を示す断面図である。比較例によれば、圧電基板１１０の上面１１０ａにおいてＩＤＴ電極１１１等を覆うように所定の膜厚を有する二酸化ケイ素膜１２１が形成される。ＩＤＴ電極１１１の少なくとも一部を覆う領域１２５ａのみにおいて二酸化ケイ素膜１２１と接触するように所定の膜厚を有する窒化ケイ素膜１２５が形成される。二酸化ケイ素膜１２１に接触して窒化ケイ素膜１２５を覆うように所定の膜厚を有する酸窒化ケイ素膜１２２がさらに形成される。
【００４４】
この比較例によれば、ＩＤＴ電極１１１の少なくとも一部を覆う領域のみに窒化ケイ素膜１２５が形成され、この領域まわりに、弾性表面波のエネルギーを集中して分布させることにより、伝播特性の向上が図られている。さらに、酸窒化ケイ素膜１２２により二酸化ケイ素膜１２１の吸湿を防止している。
【００４５】
図２〜５に関して前述された弾性表面波素子において、第２の二酸化ケイ素膜２２３が酸化防止膜として設けられることにより、酸窒化ケイ素膜１２２に相当する酸窒化ケイ素膜２２２の酸化が防止され、ひいては、周波数特性の変動が回避される。これとは対照的に、比較例において、酸窒化ケイ素膜１２２の表面は、酸化して二酸化ケイ素に転化し、弾性表面波素子の周波数特性が変動することがあり得る。
【００４６】
上述のように、弾性表面波素子の複数の実施形態は、例えば、フィルタとして構成し、又はフィルタにおいて使用することができる。同様に、一以上の弾性表面波素子を使用する弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタは、究極的には、例えば、無線通信機器のような電子機器において使用されるモジュールに組み入れられ、及び当該モジュールとしてパッケージ化される。図７は、ＳＡＷフィルタ３１０を含むモジュール３００の一例を示すブロック図である。ＳＡＷフィルタ３１０は、一以上の接続パッド３２２を含む一以上のダイ３２０に実装することができる。例えば、ＳＡＷフィルタ３１０は、ＳＡＷフィルタの入力接点に対応する接続パッド３２２、及びＳＡＷフィルタの出力接点に対応する他の接続パッド３２２を含み得る。パッケージ化モジュール３００は、ダイ３２０を含む複数の構成要素を受容するべく構成されたパッケージング基板３３０を含む。複数の接続パッド３３２は、パッケージング基板３３０上に配置することができ、ＳＡＷフィルタダイ３２０の様々な接続パッド３２２が、パッケージング基板３３０上の接続パッド３３２に、電気コネクタ３３４を介して接続され得る。電気コネクタ３３４は、例えば、はんだバンプ又はワイヤボンドでよく、ＳＡＷフィルタ３１０へ及びＳＡＷフィルタ３１０から様々な信号が通過することが許容される。モジュール３００は随意的に、ここでの開示に鑑み半導体製造業の当業者にわかるであろう、例えば一以上の付加フィルタ、増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような、他の回路ダイ３４０をさらに含む。いくつかの実施形態において、モジュール３００はまた、例えば、モジュール３００を保護し及びその取り扱いを容易にするための一以上のパッケージング構造物を含んでよい。このようなパッケージング構造物は、パッケージング基板３３０にわたって形成されて様々な回路及びその部品を実質的にカプセル化する寸法とされたオーバモールドを含み得る。
【００４７】
ＳＡＷフィルタ３１０の様々な例及び実施形態は、多様な電子機器に使用することができる。例えば、ＳＡＷフィルタ３１０は、アンテナデュプレクサ又はダイプレクサとして構成することができる。これらは、ＲＦフロントエンドモジュール及び通信機器のような様々な電子機器に組み入れることができる。
【００４８】
図８を参照すると、例えば、無線通信機器（例えば携帯電話機）のような電子機器において使用され得るフロントエンドモジュール４００の一例のブロック図が例示される。フロントエンドモジュール４００は、共通ノード４０２、入力ノード４０４及び出力ノード４０６を有するアンテナデュプレクサ４１０を含む。共通ノード４０２にはアンテナ５１０が接続される。
【００４９】
アンテナデュプレクサ４１０は、入力ノード４０４と共通ノード４０２との間に接続された一以上の送信フィルタ４１２、及び共通ノード４０２と出力ノード４０６との間に接続された一以上の受信フィルタ４１４を含み得る。送信フィルタの通過帯域は、受信フィルタの通過帯域とは異なる。ＳＡＷフィルタ３１０の例は、送信フィルタ４１２及び／又は受信フィルタ４１４を形成するべく使用することができる。インダクタ又は他の整合部品４２０を共通ノード４０２に接続することができる。
【００５０】
フロントエンドモジュール４００はさらに、デュプレクサ４１０の入力ノード４０４に接続された送信器回路４３２、及びデュプレクサ４１０の出力ノード４０６に接続された受信器回路４３４を含む。送信器回路４３２は、アンテナ５１０を介して送信される信号を生成することができ、受信器回路４３４は、アンテナ５１０を介して受信された信号を、受信及び処理することができる。いくつかの実施形態では、受信器回路及び送信器回路は、図８に示されるように、別個の構成要素として実装されるが、他実施形態では、これらの構成要素は、共通の送受信器回路又はモジュールに統合してよい。当業者にわかることだが、フロントエンドモジュール４００は、スイッチ、電磁結合器、増幅器、プロセッサ等を含むがこれらに限られない、図８に例示されない他の構成要素を含んでよい。
【００５１】
図９は、図８に示されるアンテナデュプレクサ４１０を含む無線機器５００の一例のブロック図である。無線機器５００は、音声又はデータ通信のために構成されたセルラー電話機、スマートフォン、タブレット、モデム、通信ネットワーク、又は任意の他のポータブル若しくは非ポータブルデバイスであってよい。無線機器５００は、アンテナ５１０から信号を受信及び送信できる。無線機器は、図８を参照して上述されたものと同様のフロントエンドモジュール４００の一実施形態を含む。フロントエンドモジュール４００、上述のようなデュプレクサ４１０を含む。図９に示される例において、フロントエンドモジュール４００はさらにアンテナスイッチ４４０を含む。アンテナスイッチ４４０は、例えば送信モード及び受信モードのような、異なる周波数帯域又はモード間の切り替えのために構成してよい。図９に示される例において、アンテナスイッチ４４０は、デュプレクサ４１０とアンテナ５１０との間に位置決めされる。しかしながら、他例において、デュプレクサ４１０は、アンテナスイッチ４４０とアンテナ５１０との間に位置決めすることもできる。他例において、アンテナスイッチ４４０及びデュプレクサ４１０は、単一の構成要素に一体化することができる。
【００５２】
フロントエンドモジュール４００は、送信のための信号を生成し又は受信信号を処理するように構成された送受信器４３０を含む。送受信器４３０は、図８の例に示されるように、デュプレクサ４１０の入力ノード４０４に接続可能な送信器回路４３２と、デュプレクサ４１０の出力ノード４０６に接続可能な受信器回路４３４とを含み得る。
【００５３】
送信器回路４３２により送信のために生成された信号は、電力増幅器（ＰＡ）モジュール４５０によって受信され、ここで、送受信器４３０からの生成信号が増幅される。電力増幅器モジュール４５０は一以上の電力増幅器を含み得る。電力増幅器モジュール４５０は、広い範囲のＲＦ又は他の周波数帯域の送信信号を増幅するべく使用することができる。例えば、電力増幅器モジュール４５０は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号又は任意の他の適切なパルス信号を送信する補助となるように、電力増幅器の出力をパルス化するべく使用可能なイネーブル信号を受信することができる。電力増幅器モジュール４５０は、例えば、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）（登録商標）信号、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）信号、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）信号又はＥＤＧＥ信号を含む様々なタイプの信号のいずれかを増幅するように構成することができる。所定の実施形態において、電力増幅器モジュール４５０、及びスイッチ等を含む関連部品は、例えば、高電子移動度トランジスタ（ｐＨＥＭＴ）若しくは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＢｉＦＥＴ）を使用するガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板上に、又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタを使用するシリコン基板上に作製してよい。
【００５４】
なおも図９を参照すると、フロントエンドモジュール４００はさらに低雑音増幅器モジュール４６０を含んでよい。低雑音増幅器モジュール４６０は、アンテナ６１０からの受信信号を増幅し、当該増幅信号を送受信器５２０の受信器回路５２４に与える。
【００５５】
図９の無線機器５００はさらに、送受信器４３０に接続されて無線機器５００の動作のための電力を管理する電力管理サブシステム５２０を含む。電力管理システム５２０はまた、無線機器５００のベース帯域サブシステム５３０及び様々な他の構成要素の動作も制御可能である。電力管理システム５２０は、無線機器５００の様々な部品のために電力を供給する電池（図示せず）を含み又は当該電池に接続されてよい。電力管理システム５２０はさらに、例えば信号の送信を制御可能な一以上のプロセッサ又は制御器を含んでよい。一つの実施形態において、ベース帯域サブシステム５３０は、ユーザとの間でやりとりされる音声又はデータの様々な入力及び出力を容易にするべくユーザインタフェイス５４０に接続される。ベース帯域サブシステム５３０はまた、無線機器の動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるべく、データ及び／又は命令を記憶するように構成されたメモリ５５０に接続されてよい。
【００５６】
少なくとも一つの実施形態のいくつかの側面を上述したが、様々な改変、修正及び改善が当業者にとって容易に想起されることを理解されたい。かかる改変、修正及び改善は、本開示の一部となることが意図され、かつ、本発明の範囲内にあることが意図される。わかることだが、ここに説明される方法及び装置の複数の実施形態は適用上、本説明に記載され又は添付図面に例示される構造の詳細及び部品の配列に限られない。本方法及び装置は、他の実施形態において実装が可能であり、様々な態様で実施又は実行が可能である。特定の実装例は、例示のみを目的としてここに与えられ、限定されることを意図しない。また、ここで使用される表現及び用語は、説明目的であって、限定としてみなすべきではない。ここでの「含む」、「備える」、「有する」、「包含する」及びこれらの変形の使用は、以降に列挙される項目及びその均等物並びに付加項目の包括を意味する。「又は（若しくは）」の言及は、「又は（若しくは）」を使用して記載される任意の用語が、当該記載の用語の一つの、一を超える、及びすべてのものを示すように解釈され得る。前後、左右、頂底、上下及び垂直水平への言及はいずれも、説明の便宜のためであって、本システム及び方法又はこれらの構成要素をいずれか一つの位置的又は空間的配向へと限定することを意図しない。したがって、上記説明及び図面は例示にすぎず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の適切な構築から決定するべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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