(57)【要約】【課題】周波数温度係数（ＴＣＦ）をおよび損失を抑制することが可能な弾性波デバイス、共振器およびフィルタを提供すること。【解決手段】本発明は、圧電材料（１０）上に設けられた櫛形電極（１２）と、櫛型電極の電極指（１２）上に設けられた空隙（２０ａ）を有し、電極指（１２）を被覆するように設けられた第１誘電体膜（１４）と、を具備する弾性波デバイス、共振器およびフィルタである。本発明によれば、櫛型電極の電極指を被覆するように第１誘電体膜が設けられることにより、ＴＣＦを改善することができる。さらに、第１誘電体膜が櫛型電極の電極指上に空隙を有することにより、挿入損失を改善することができる。【選択図】図４
2008072316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料上に設けられた櫛形電極と、
前記櫛型電極の電極指上に設けられた空隙を有し、前記電極指を被覆するように設けられた第１誘電体膜と、を具備することを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項２】
前記空隙は前記電極指の間にも設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
圧電材料上に設けられた櫛形電極と、
前記櫛型電極の電極指間の少なくとも一部に空隙を有し、前記電極指を被覆するように設けられた誘電体膜と、を具備することを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項４】
前記空隙は前記電極指間に連続して形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記空隙の少なくとも一部は前記電極指に接して形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記空隙は前記電極指の上面に接していることを特徴とする請求項１または２記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記空隙は前記電極指の上面および側面に接していることを特徴とする請求項２記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記圧電材料と前記電極指との間に設けられた第２誘電体膜を具備することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記第２誘電体膜は前記第１誘電体膜と同じ材料からなることを特徴とする請求項８記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記第２誘電体膜は前記第１誘電体膜より誘電率の高い材料からなることを特徴とする請求項８記載の弾性波デバイス。
【請求項１１】
前記第２誘電膜は酸化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項８記載の弾性波デバイス。
【請求項１２】
前記第１誘電体膜は前記電極指間で前記圧電材料と接していることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１３】
前記第１誘電体膜上に設けられた第３誘電体膜を具備することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１４】
前記第３誘電体膜における弾性波の伝搬速度は前記第１誘電体膜の弾性波の伝搬速度より速いことを特徴とする請求項１３記載の弾性波デバイス。
【請求項１５】
前記第３誘電体膜は酸化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項１３記載の弾性波デバイス。
【請求項１６】
前記圧電材料はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１７】
前記櫛型電極は銅を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項記載の弾性波デバイスを有することを特徴とする共振器。
【請求項１９】
請求項１から１７のいずれか一項記載の弾性波デバイスを有することを特徴とするフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性波デバイス、共振器およびフィルタに関し、特に櫛型電極を被覆する誘電体膜を有する弾性波デバイス、共振器およびフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば携帯電話端末等の高周波無線機器には、弾性波を用いたフィルタ等が用いられる。弾性波としては、従来弾性表面波（ＳＡＷ）が良く用いられている。図１（ａ）はＳＡＷ共振器の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。なお、電極１２（電極指）の本数は実際より少なく図示している。図１（ａ）および図１（ｂ）を参照に、ＬｉＮｂＯ３基板やＬｉＴａＯ３基板等の圧電材料１０上に、アルミニウム合金、銅合金、金等で形成された電極１２が形成されている。電極１２は１対の櫛型電極である櫛型電極対ＩＤＴ（ＩＤＴ：Interdigital Transducer)と反射器Ｒ０であるグレーティング電極である。櫛型電極対ＩＤＴ０は反射器Ｒ０の間に設けられている。櫛型電極対ＩＤＴ０の一方の櫛型電極に高周波信号を印加すると、圧電材料１０の表面に弾性表面波が励振される。弾性表面波は櫛型電極の電極指の周期λと弾性表面波の伝搬速度で決まる周波数で共振する。櫛型電極対ＩＤＴ０の他方の櫛型電極に共振周波数の高周波信号が励起する。これにより共振器として機能する。
【０００３】
弾性波デバイスを用いる場合、周波数温度係数（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency)の絶対値を小さくすることが求められる。ＴＣＦとは、環境温度の変化に対する周波数特性の変化率のことである。共振器の場合、環境温度１℃の変化に対して例えば共振周波数がどれだけ変化するかをｐｐｍ／℃の単位で表す。ＴＣＦは圧電材料を伝搬する弾性波の速度の温度係数によってほぼ決まる。弾性表面波デバイスのＴＣＦは、圧電材料としてＬｉＮｂＯ３基板やＬｉＴａＯ３基板を用いた場合、−８０〜−４０ｐｐｍ／℃程度と悪く、ＴＣＦの改善が求められている。
【０００４】
弾性波デバイスのＴＣＦを改善する技術として特許文献１および非特許文献１の技術がある。図２を参照に、電極１２を被覆するように厚さ０．２λから０．４λ程度の酸化シリコン膜等の第１誘電体膜１４が設けられている。図２の弾性波デバイスでは、圧電材料１０と第１誘電体膜１４との両方に変位を有するラブ波と呼ばれる弾性波が励振する。図３を参照に、第１誘電体膜１４上に酸化アルミニウムからなる第３誘電体膜１６が設けられている。図３の弾性波デバイスは、圧電材料１０と第１誘電体膜１４との両方に変位を有する境界波と呼ばれる弾性波が励振する。図２および図３の弾性波デバイスにおいては、弾性波は圧電材料１０だけでなく、第１誘電体膜１４も伝搬する。第１誘電体膜１４における弾性波の伝搬速度の温度係数を圧電材料１０における弾性波の伝搬速度の温度係数と逆符号とする。これにより、第１誘電体膜１４の厚さを最適に設定することにより、トータルの弾性波の伝搬速度を温度によらずほぼ一定に保つことができる。つまり、第１誘電体膜１４の厚さを最適に設定すれば、ＴＣＦを小さくすることができる。
【特許文献１】国際公開ＷＯ９８／５２２７９号パンフレット
【非特許文献１】Masatsune Yamaguchi, Takashi Yamashita, Ken-ya Hashimoto, Tatsuya Omori、「Highly Piezoelectric Boundary Waves in Si/SiO2/LiNbO3 Structure」、Proceeding of 1998 IEEE International Frequency Control Symposium、（米国）、IEEE、1998年、ｐ４８４−４８８。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図２および図３で図示した弾性波デバイスにおいては、第１誘電体膜１４の機械共振鋭度Ｑｍが圧電材料１０のＱｍに比べかなり小さくなってしまう。このため、第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波に損失が生じる。よって、弾性波デバイスとしての損失が大きくなってしまう。本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、周波数温度係数および損失を抑制することが可能な弾性波デバイス、共振器およびフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、圧電材料上に設けられた櫛形電極と、前記櫛型電極の電極指上に設けられた空隙を有し、前記電極指を被覆するように設けられた第１誘電体膜と、を具備することを特徴とする弾性波デバイスである。本発明によれば、櫛型電極の電極指を被覆するように第１誘電体膜が設けられることにより、周波数温度係数を改善することができる。さらに、第１誘電体膜が櫛型電極の電極指上に空隙を有することにより、挿入損失を改善することができる。
【０００７】
上記構成において、前記空隙は前記電極指間にも設けられている構成とすることができる。この構成によれば、挿入損失を一層低減することができる
【０００８】
本発明は、圧電材料上に設けられた櫛形電極と、前記櫛型電極の電極指間の少なくとも一部に空隙を有し、前記電極指を被覆するように設けられた誘電体膜と、を具備することを特徴とする弾性波デバイスである。本発明によれば、櫛型電極の電極指を被覆するように第１誘電体膜が設けられることにより、周波数温度係数を改善することができる。さらに、第１誘電体膜が櫛型電極の電極指間に空隙を有することにより、挿入損失を改善することができる。
【０００９】
上記構成において、前記空隙は前記電極指間に連続して形成されている構成とすることができる。この構成によれば、挿入損失を一層低減することができる。
【００１０】
上記構成において、前記空隙の少なくとも一部は前記電極指に接して形成されている構成とすることができる。この構成によれば、挿入損失を一層低減させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記空隙は前記電極指の上面に接している構成とすることができる。この構成によれば、挿入損失を一層低減させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記空隙は前記電極指の上面および側面に接している構成とすることができる。この構成によれば、挿入損失を一層低減させることができる。
【００１３】
上記構成において、前記圧電材料と前記電極指との間に設けられた第２誘電体膜を具備する構成とすることができる。この構成によれば、周波数温度係数を一層改善することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第２誘電体膜は前記第１誘電体膜と同じ材料からなる構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記第２誘電体膜は前記第１誘電体膜より誘電率の高い材料からなる構成とすることができる。この構成によれば、第２誘電体膜を設けない場合とのインピーダンス差を最小限に抑えることができる。
【００１６】
上記構成において、前記第２誘電体膜は酸化アルミニウム膜である構成とすることができる。この構成によれば、第２誘電体膜のドライエッチングやウエットエッチング等のエッチング耐性を向上させることができる。このため、弾性波デバイスをより容易に製造することができる。
【００１７】
上記構成において、前記第１誘電体膜は前記電極指の間で前記圧電材料と接している構成とすることができる。
【００１８】
上記構成において、前記第１誘電体膜上に設けられた第３誘電体膜を具備する構成とすることができる。この構成によれば、弾性境界波を用いた弾性波デバイスにおいても、周波数温度係数および挿入損失を改善することができる。
【００１９】
上記構成において、前記第３誘電体膜における弾性波の伝搬速度は前記第１誘電体膜の弾性波の伝搬速度より速い構成とすることができる。この構成によれば、弾性境界波を第１誘電体膜に閉じ込めることができる。
【００２０】
上記構成において、前記第３誘電体膜は酸化アルミニウム膜である構成とすることができる。
【００２１】
上記構成において、前記圧電材料はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む構成とすることができる。この構成によれば機械電気結合係数が大きく、挿入損失を低減することができる。
【００２２】
上記構成において、前記櫛型電極は銅を含む構成とすることができる。この構成によれば、櫛型電極の密度が大きくなるため、十分な弾性波の反射を得ることができる。
【００２３】
本発明は、前述の弾性波デバイスを有する共振器である。本発明によれば、周波数温度係数および損失を抑制することが可能な共振器を提供することができる。
【００２４】
本発明は、前述の弾性波デバイスを有するフィルタである。本発明によれば、周波数温度係数および損失を抑制することが可能なフィルタを提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、周波数温度係数および損失を抑制することが可能な弾性波デバイス、共振器およびフィルタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２７】
図４（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスを有する共振器の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）基板やＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム)基板等である圧電材料１０上に銅からなる電極１２が設けられている。電極１２として櫛型電極対ＩＤＴ０と櫛型電極対ＩＤＴ０の弾性波の伝搬方向の両側に設けられた反射器Ｒ０とが形成されている。櫛型電極は複数の電極指を有し、図４（ｂ）の電極１２は電極指の断面を示している。電極１２を被覆するように酸化シリコン膜からなる第１誘電体膜１４が設けられている。第１誘電体膜１４上には酸化アルミニウム膜からなる第３誘電体膜１６が設けられている。第１誘電体膜１４は、電極１２の上面に接するように空隙２０ａを有する。空隙２０ａは例えば、犠牲層を用い形成する。
【００２８】
実施例１に係る共振器の挿入損失をシミュレーションした。図５は第１誘電体膜１４に空隙のない比較例１のシミュレーションに用いた構造を示す図である。本シミュレーションでは、弾性波の伝搬方向と基板深さ方向（電極１２の幅方向）との２次元モデルで櫛形電極の０．５対のみを抜き出し周波数特性を計算した。櫛型電極の電極指の周期λを２．０８４μｍとした、つまり０．５対の幅として１．０４２μｍとした。圧電材料１０は厚さ１０．６μｍの３０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３、電極１２は厚さ０．２μｍの銅、第１誘電体膜１４は厚さ１．０５μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、第３誘電体膜１６は厚さ２．０μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜とした。酸化シリコン膜の機械共振鋭度Ｑｍを５０とし、その他の材料のＱｍは１０００とした。
【００２９】
図６は第１誘電体膜１４が空隙２０ａを有する実施例１のシミュレーションに用いた構造を示す図である。図５の比較例１に対し、第１誘電体膜１４は電極１２上に電極１２の上面に接するように空隙２０ａを有している。空隙２０ａの幅は電極１２と同じ幅であり、空隙２０ａの高さをｈａとした。
【００３０】
図７は比較例１および実施例１に係る共振器の電極１２上の空隙２０ａの高さｈａに対する共振点での挿入損失の計算結果を示す図である。図７を参照に、空隙２０ａの高さｈａが０のとき、つまり比較例１のときに比べ、実施例１のように空隙２０ａが形成されると挿入損失は小さくなる。空隙２０ａの高さｈａが大きくなると挿入損失はさらに小さくなる。空隙２０ａの高さｈａが１００ｎｍのとき、挿入損失は比較例１の約半分となる。空隙２０ａを設けることにより挿入損失が低減した理由は、空隙２０ａを設けることにより電極１２の振動が第１誘電体膜１４に伝わり難くなる。その結果、Ｑｍの小さな第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波のエネルギーが低減したものと考えられる。
【実施例２】
【００３１】
実施例２は、電極１２の上面に加え側面にも空隙を有する例である。図８は実施例２に係る共振器の断面図である。実施例１の図４に対し、第１誘電体膜１４が電極１２の上面および側面に接する空隙２０ｂを有している。その他の構成は実施例１の図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。図９は実施例２のシミュレーションに用いた構造を示す図である。電極１２の上面に接する空隙２０ｂの高さを４０ｎｍとし、電極１２の側面に接する空隙２０ｂの幅ｈａを３０ｎｍとした。
【００３２】
図１０は図７に実施例２に係る共振器の共振点での挿入損失を図示した図である。図１０を参照に、電極１２の上面に加え側面に接するように空隙２０ｂを形成することにより、挿入損失を大きく改善することができる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３は電極１２間に空隙を有する例である。図１１は実施例３に係る共振器の断面図である。第１誘電体膜１４が電極１２間に連続して空隙２０ｃを有している。その他の構成は実施例１の図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。図１２は実施例３のシミュレーションに用いた構造を示す図である。電極１２間の空隙２０ｃの高さは電極１２と同じであり０．２μｍとした。
【００３４】
図１３は図７に実施例３に係る共振器の共振点での挿入損失を図示した図である。図１３を参照に、電極１２の間に連続的に空隙２０ｃを形成することにより、挿入損失を改善することができる。
【実施例４】
【００３５】
実施例４は電極１２上に第１誘電体膜１４の一部を介し空隙２０ｄが形成されている例である。図１４は実施例４に係る共振器の断面図である。電極１２上に第１誘電体膜１４の一部を介し空隙２０ｄが設けられている。その他の構成は実施例１の図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。図１５は実施例４のシミュレーションに用いた構造を示す図である。電極１２上には、第１誘電体膜１４の一部を介し空隙２０ｄが設けられている。電極１２と空隙２０ｄとの間の第１誘電体膜１４の高さをｈｄとした。空隙２０ｄの高さｈａは１００ｎｍであり、空隙２０ｄの側面は電極１２の側面より幅ｗｄだけ内側に設けられている。
【００３６】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は実施例４に係る共振器の共振点での挿入損失を図示した図である。空隙２０ｄと電極１２との間の第１誘電体膜１４の厚さｈｄを大きくすると挿入損失は悪化する。また、電極１２の側面に対し空隙２０ｄが内側に形成されたオフセット幅ｗｄを大きくすると挿入損失は悪化する。しかしながら、一点鎖線で示した比較例１の挿入損失に比べると小さい。このように、空隙２０ｄは電極１２に接していなくとも挿入損失は低減する。また、空隙２０ｄの側面は電極１２の側面より内側に形成されていても挿入損失は低減する。
【００３７】
実施例１、実施例２および実施例４のように、電極１２上に接してまたは第２誘電体膜を介し設けられた空隙２０を有することにより、Ｑｍの小さな第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波エネルギーを低減させることができる。よって、共振器の挿入損失を改善することができる。空隙２０は全ての電極１２（電極指）上に形成されていることが好ましいが、一部の電極１２上に形成されていれば第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波エネルギーを低減させることができる。また、空隙２０は電極１２（電極指）の開口長方向（電極１２の長手方向）の全てに形成されていることが好ましいが、開口長方向の一部に形成されていれば第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波エネルギーを低減させることができる。さらに、空隙２０電極１２の弾性波の伝搬方向（電極指の幅方向）の幅と同じ幅で形成されていることが好ましいが、実施例４のように、空隙２０が電極１２の幅より狭く形成されていても弾性波エネルギーを低減させることができる。
【００３８】
実施例２のように、空隙２０は電極１２間にも設けられていることが好ましい。これにより、第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波エネルギーを一層低減させることができる。よって、挿入損失を一層低減させることができる。
【００３９】
実施例１から実施例２のように、空隙２０は電極１２に接して形成されていることが好ましい。空隙２０の少なくとも一部が電極に接して形成されることにより、第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波エネルギーを一層低減させることができる。よって、挿入損失を一層低減させることができる。
【００４０】
特に実施例１のように、空隙２０ａは電極１２の上面に接していることが好ましい。また、実施例２のように、空隙２０ｂは電極１２の上面および側面に接していることがより好ましい。図１６（ａ）および図１６（ｂ）の第１誘電体膜の厚さｈｄが０の場合と有限の場合の比較のように、空隙２０が電極に接していることにより、挿入損失を一層低減させることができる。
【００４１】
実施例２および３のように、電極１２間の少なくとも一部に空隙２０を有することにより、Ｑｍの小さな第１誘電体膜１４を伝搬する弾性波エネルギーを低減させることができる。よって、共振器の挿入損失を改善することができる。
【００４２】
実施例３のように、空隙２０は電極１２間に連続して形成されていることが好ましい。これにより、図１３のように。挿入損失を低減することができる。
【００４３】
空隙２０が電極１２に接していない場合、空隙２０と電極１２との間の第１誘電体膜１４の厚さｈｄは全ての電極１２で同じでなくともよい。また、同じ電極１２の場所により厚さｈｄが異なっていてもよい。
【００４４】
図１７は実施例１の空隙２０ａの高さｈａに対する共振周波数のＴＣＦの計算結果を示した図である。一点鎖線は比較例１の第１誘電体膜１４および第３誘電体膜１６が設けられていないＳＡＷデバイスのＴＣＦを示している。実施例１に係る共振器は、弾性表面波デバイスを有する共振器のＴＣＦである−７０ｐｐｍ／℃のＴＣＦに対しては悪化していないものの、比較例１に係る共振器に対しＴＣＦが３０ｐｐｍ／℃から４０ｐｐｍ／℃程度悪化している。このように、第１誘電体膜１４内に空隙を形成し、挿入損失を改善すると、ＴＣＦが比較例１に対し悪化することがわかる。
【実施例５】
【００４５】
図１８を参照に、実施例５は電極１２の下に酸化シリコン膜からなる第２誘電体膜１８ａが設けられている。その他の構成は実施例１の図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。図１９は実施例５のシミュレーションに用いた構造を示す図である。電極１２上には、実施例１の図６と同様に、第１誘電体膜１４は高さｈａが４０ｎｍの空隙２０ａを有している。電極１２と圧電材料１０との間には第１誘電体膜１４と同じ材料である酸化シリコン膜からなる第２誘電体膜１８ａが設けられている。第２誘電体膜１８ａの厚さはｈｂである。比較例１の電極１２下に第２誘電体膜１８ａを設けた比較例２についても同様にシミュレーションした。
【００４６】
図２０は、第２誘電体膜１８ａの厚さｈｂに対する実施例５および比較例２に係る共振器の共振点での挿入損失を示した図である。実施例５および比較例２の厚さｈｂが０の場合がそれぞれ実施例１および比較例１に相当する。実施例５および比較例２とも第２誘電体膜１８ａの厚さｈｂが大きくなると、挿入損失は低減する。
【００４７】
図２１は、第２誘電体膜１８ａの厚さｈｂに対する実施例５および比較例２に係る共振器の共振周波数のＴＣＦを示した図である。実施例５および比較例２とも第２誘電体膜１８ａの厚さｈｂが大きくなると、ＴＣＦは大きくなる。実施例５においては、第２誘電体膜１８ａの厚さｈｂが大きくなると、ＴＣＦが０に近づく。図２０および図２１によれば、実施例５において第２誘電体膜１８ａの厚さｈｄを厚くすることにより、挿入損失を低減しかつＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。
【００４８】
図２２を参照に、実施例５の変形例１に係る共振器は、電極１２と圧電材料１０との間に第２誘電体膜１８ｂとして例えば酸化アルミニウム膜が設けられている。第２誘電体膜１８ｂは電極１２間には設けられていない。つまり、第１誘電体膜１４は電極１２の間で圧電材料１０と接している。図２３を参照に、実施例５の変形例２に係る共振器は、電極１２と圧電材料１０との間に第２誘電体膜１８ｃとして例えば酸化アルミニウム膜が設けられている。第２誘電体膜１８ｃは電極１２間にも連続して設けられている。このように、第２誘電体膜１８は電極１２と圧電材料１０との間に設けられていればよい。
【００４９】
実施例５およびその変形例においては、圧電材料１０と電極１２との間に第２誘電体膜１８が設けられている。これにより、図２１および図２２のように、挿入損失およびＴＣＦを低減することができる。
【００５０】
実施例５のように、第２誘電体膜１８は第１誘電体膜１４と同じ材料とすることもできるし、実施例５の変形例１および変形例２のように、異なる材料とすることもできる。第２誘電体膜１８および圧電材料１０として一般的な材料を用いると、第２誘電体膜１８の誘電率が圧電材料１０に比べてかなり小さい。このため、第２誘電体膜１８を設けることにより櫛型電極対ＩＤＴ０が有する静電容量が低下してしまう。櫛型電極対ＩＤＴ０の静電容量の低下は、弾性波デバイスとしてのインピーダンス不整合を招いてしまう。したがって、インピーダンス不整合を最小限に抑えるために、第２誘電体膜１８の誘電率は大きいことが好ましい。よって、第２誘電体膜１８は第１誘電体膜１４より誘電率の高い材料とすることが好ましい。
【００５１】
さらに、第２誘電体膜１８を酸化アルミニウム膜とすることがより好ましい。これにより、機械電気結合係数の第２誘電体膜１８の膜厚依存性を小さくすることができる。よって、第２誘電体膜１８の膜厚のばらつきに起因した弾性波デバイスの特性のばらつきを抑制することができる。さらに、第２誘電体膜１８のドライエッチングやウエットエッチング等のエッチング耐性を向上させることができる。このため、弾性波デバイスをより容易に製造することができる。
【００５２】
実施例５は実施例１に係る弾性波デバイスに第２誘電体膜１８を設けた例である。実施例２から実施例４のいずれかの弾性波デバイスに第２誘電体膜１８を設けることもできる。この場合も実施例５と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
また、実施例１から実施例５は、第１誘電体膜１４上に第３誘電体膜１６が設けられた弾性境界波を用いた弾性波デバイスの例である。図２のように、第３誘電体膜１６を有さないラブ波を用いた弾性波デバイスにおいても、実施例１から実施例５のように第１誘電体膜１４に空隙を設けることにより、実施例１から実施例５と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
第３誘電体膜１６における弾性波の伝搬速度は第１誘電体膜１４の弾性波の伝搬速度より速いことが好ましい。これにより、弾性波を第１誘電体膜１４内に閉じ込めることができる。
【００５５】
さらに、第３誘電体膜１６は酸化アルミニウム膜であることが好ましい。これにより、第３誘電体膜１６を容易に形成することができる。
【００５６】
実施例１から実施例５において、圧電材料１０はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含むことが好ましい。これにより、機械電気結合係数を大きくし挿入損失を低減することができる。
【００５７】
さらに、電極１２は銅等の重い元素を含むことが好ましい。電極１２を第１誘電体膜１４より密度の大きい元素で構成することにより、電極１２による十分な弾性波の反射を得ることができる。
【実施例６】
【００５８】
実施例６は実施例１から実施例５のいずれかの弾性波デバイスを用いたラダー型フィルタの例である。図２４を参照に、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列共振器Ｓ１からＳ４が設けられている。さらに、並列に並列共振器Ｐ１およびＰ２が設けられている。実施例６のように、ラダー型フィルタの共振器に実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いることができる。これにより、低損失でＴＣＦの小さいラダー型フィルタを実現することができる。
【実施例７】
【００５９】
実施例７は実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いた多重モード型フィルタの例である。図２５を参照に、入力端子Ｔｉｎが入力櫛型電極対ＩＤＴ１に接続し、出力端子Ｔｏｕｔが２つの出力櫛型電極対ＩＤＴ２に接続されている。入力櫛型電極対ＩＤＴ１の弾性波伝搬方向の両側に出力櫛型電極対ＩＤＴ２が配置され、出力櫛型電極対ＩＤＴ２の外側に反射器Ｒ０が配置されている。実施例７のように、多重モード型フィルタの共振器に実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いることができる。これにより、低損失でＴＣＦの小さい２重モード型フィルタを実現することができる。
【実施例８】
【００６０】
実施例７は実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いた分波器の例である。図２６を参照に、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ３１が設けられている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ３２が設けられている。共通端子Ａｎｔと受信フィルタ３２との間には整合回路３０が設けられている。送信フィルタ３１は直列共振器Ｓ１１からＳ１４並びに並列共振器Ｐ１１およびＰ１２を有するラダー型フィルタである。受信フィルタ３２は直列共振器Ｓ２１からＳ２４並びに並列共振器Ｐ２１からＰ２３を有するラダー型フィルタである。このように、分波器に実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いることもできる。これにより、低損失でＴＣＦの小さい分波器を実現することができる。
【００６１】
実施例６から実施例８のように、実施例１から実施例５のいずれかの弾性波デバイスを用いラダー型フィルタや多重モードフィルタを構成することができる。さらに、実施例１から実施例５のいずれかの弾性波デバイスを用いたフィルタで分波器を構成することもできる。
【００６２】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１（ａ）は従来の弾性表面波デバイスを用いた共振器の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図２】図２は従来の弾性境界波を用いた弾性波デバイスの断面図である。
【図３】図３は従来のラブ波を用いた弾性波デバイスの断面図である。
【図４】図４（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】図５は比較例１に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図６】図６は実施例１に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図７】図７は比較例１および実施例１の空隙高さｈｂに対する挿入損失を示した図である。
【図８】図８は実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図９】図９は実施例２に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図１０】図１０は実施例２の空隙高さｈｂに対する挿入損失を示した図である。
【図１１】図１１は実施例３に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１２】図１２は実施例３に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図１３】図１３は実施例３の空隙高さｈｂに対する挿入損失を示した図である。
【図１４】図１４は実施例４に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１５】図１５は実施例４に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）は実施例４の空隙下の第１誘電体膜の厚さｈｄに対する挿入損失を示した図であり、図１６（ｂ）は空隙のオフセット量ｗｄに対する挿入損失を示した図である。
【図１７】図１７は比較例１および実施例１の空隙高さｈｂに対するＴＣＦを示した図である。
【図１８】図１８は実施例５に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１９】図１９は実施例５に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図２０】図２０は比較例２および実施例５の第３誘電体膜の厚さに対する挿入損失を示す図である。
【図２１】図２１は比較例２および実施例５の第３誘電体膜の厚さに対するＴＣＦを示す図である。
【図２２】図２２は実施例５の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図２３】図２３は実施例５の変形例２に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図２４】図２４は実施例６に係るフィルタの回路図である。
【図２５】図２５は実施例７に係るフィルタの平面図である。
【図２６】図２６は実施例８に係る分波器の回路図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０                圧電材料
１２                電極
１４                第１誘電体膜
１６                第３誘電体膜
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  第２誘電体膜
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  空隙
３１                送信フィルタ
３２                受信フィルタ
【図１】
2008072316.tif 000003
【図２】
2008072316.tif 000004
【図３】
2008072316.tif 000005
【図４】
2008072316.tif 000006
【図５】
2008072316.tif 000007
【図６】
2008072316.tif 000008
【図７】
2008072316.tif 000009
【図８】
2008072316.tif 000010
【図９】
2008072316.tif 000011
【図１０】
2008072316.tif 000012
【図１１】
2008072316.tif 000013
【図１２】
2008072316.tif 000014
【図１３】
2008072316.tif 000015
【図１４】
2008072316.tif 000016
【図１５】
2008072316.tif 000017
【図１６】
2008072316.tif 000018
【図１７】
2008072316.tif 000019
【図１８】
2008072316.tif 000020
【図１９】
2008072316.tif 000021
【図２０】
2008072316.tif 000022
【図２１】
2008072316.tif 000023
【図２２】
2008072316.tif 000024
【図２３】
2008072316.tif 000025
【図２４】
2008072316.tif 000026
【図２５】
2008072316.tif 000027
【図２６】
2008072316.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
実施例８は実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いた分波器の例である。図２６を参照に、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ３１が設けられている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ３２が設けられている。共通端子Ａｎｔと受信フィルタ３２との間には整合回路３０が設けられている。送信フィルタ３１は直列共振器Ｓ１１からＳ１４並びに並列共振器Ｐ１１およびＰ１２を有するラダー型フィルタである。受信フィルタ３２は直列共振器Ｓ２１からＳ２４並びに並列共振器Ｐ２１からＰ２３を有するラダー型フィルタである。このように、分波器に実施例１から実施例５のいずれかの共振器を用いることもできる。これにより、低損失でＴＣＦの小さい分波器を実現することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
【図１】図１（ａ）は従来の弾性表面波デバイスを用いた共振器の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図２】図２は従来の弾性境界波を用いた弾性波デバイスの断面図である。
【図３】図３は従来のラブ波を用いた弾性波デバイスの断面図である。
【図４】図４（ａ）は実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】図５は比較例１に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図６】図６は実施例１に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図７】図７は比較例１および実施例１の空隙高さｈｂに対する挿入損失を示した図である。
【図８】図８は実施例２に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図９】図９は実施例２に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図１０】図１０は実施例２の空隙高さｈｂに対する挿入損失を示した図である。
【図１１】図１１は実施例３に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１２】図１２は実施例３に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図１３】図１３は実施例３の空隙高さｈｂに対する挿入損失を示した図である。
【図１４】図１４は実施例４に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１５】図１５は実施例４に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）は実施例４の空隙下の第１誘電体膜の厚さｈｄに対する挿入損失を示した図であり、図１６（ｂ）は空隙のオフセット量ｗｄに対する挿入損失を示した図である。
【図１７】図１７は比較例１および実施例１の空隙高さｈｂに対するＴＣＦを示した図である。
【図１８】図１８は実施例５に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図１９】図１９は実施例５に係る弾性波デバイスのシミュレーションに用いた構造を示す図である。
【図２０】図２０は比較例２および実施例５の第２誘電体膜の厚さに対する挿入損失を示す図である。
【図２１】図２１は比較例２および実施例５の第２誘電体膜の厚さに対するＴＣＦを示す図である。
【図２２】図２２は実施例５の変形例１に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図２３】図２３は実施例５の変形例２に係る弾性波デバイスの断面図である。
【図２４】図２４は実施例６に係るフィルタの回路図である。
【図２５】図２５は実施例７に係るフィルタの平面図である。
【図２６】図２６は実施例８に係る分波器の回路図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2008072316.tif 000029
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2008072316.tif 000030