Patent DE-112018004076-B4 (DE)
Title: Schallwellenvorrichtung, Multiplexer, Hochfrequenz-Frontend-Schaltung und Kommunikationsvorrichtung
Inventor: NAKAGAWA RYO
IPC: H03H9/64
Filed: 2018-07-20
Granted: 2022-09-29
Abstract: Schallwellenvorrichtung (1), umfassend:ein Trägersubstrat (2), das ein Siliziumsubstrat ist,eine Siliziumnitridschicht (3), die auf das Trägersubstrat(2) geschichtet ist,eine Siliziumoxidschicht (4), die auf die Siliziumnitridschicht (3) geschichtet ist,einem piezoelektrischen Körper (5), der auf die Siliziumoxidschicht (4) geschichtet ist und aus Lithiumtantalat besteht, undeine IDT-Elektrode (6), die sich auf einer Hauptoberfläche (5a) des piezoelektrischen Körpers befindet,wobei, wenn λ eine Wellenlänge ist, die durch einen Elektrodenfingerabstand der IDT-Elektrode (6) bestimmt wird, TLTeine wellenlängennormierte Schichtdicke des piezoelektrischen Körpers (5) ist, θLTein Euler-Winkel des piezoelektrischen Körpers (5) ist, TNeine wellenlängennormierte Schichtdicke der Siliziumnitridschicht (3) ist, TSeine wellenlängennormierte Schichtdicke der Siliziumoxidschicht (4) ist, TEeine wellenlängennormierte Schichtdicke der IDT-Elektrode (6) ist, die aus einem Produkt aus einer wellenlängennormierten Schichtdicke der IDT-Elektrode (6) und einem Verhältnis einer Dichte der IDT-Elektrode (6) zu einer Dichte von Aluminium erhalten und als Aluminiumdicke ausgedrückt wird, ψSieine Ausbreitungsrichtung innerhalb des Trägersubstrats (2) ist und TSieine wellenlängennormierte Schichtdicke des Trägersubstrats (2) ist, TLT, θLT, TN, TS, TEund ψSiso eingestellt sind, dass mindestens eine von Ih, die einer Antwortintensität einer ersten Mode höherer Ordnung entspricht, Ih, die einer Antwortintensität einer zweiten Mode höherer Ordnung entspricht, und Ih, die einer Antwortintensität einer dritten Mode höherer Ordnung entspricht, größer als -2,4 und TSi> 20 ist:Ih=aTLT(2)((TLT−cTLI)2−bTLI(2))+aTLT(1)(TLT−cTLT)     +aTS(2)((TS−cTS)2−bTS(2))+aTS(1)(TS−cTS)     +aTS(3)((TN−cTN)3−bTN(3))+aTN(2)((TN−cTN)2−bTN(2))+aTM(1)(TN−cTN)     +aTE(2)((TE−cTE)3−bTE(2))+aTE(1)(TE−cTE)     +aψS1(4)((ψSi−cψSi)4−bψSi(4))+aψSi(3)((ψSi−cψSi)3−bψSi(3))+aψSi(2)((ψSi−cψSi)2−bψSi(2))+aψSi(1)(ψSi−cψSi)     +aθLT(2)((θLT−cθLT)2−bθLT(2))+aθLT(1)(θLT−cθLT)     +dTLTTS(TLT−cTLT)(TS−cTS)     +dTLTTN(TLT−cTLT)(TN−cTN)     +dTLTTE(TLT−cTLT)(TE−cTE)     +dTLTψSi(TLT−cTLT)(ψSi−cψSi)     +dTLTθLT(TLT−cTLT)(θLT−cθLT)     +dTSTN(TS−cTS)(TN−cTN)     +dTSTE(TS−cTS)(TE−cTE)     +dTSψSi(TS−cTS)(ψSi−cψSi)     +dTSθLT(TS−cTS)(θLT−cθLT)     +dTNTE(TN−cTN)(TE−cTE)     +dTSψSi(TN−cTN)(ψSi−cψSi)     +dTNθLT(TN−cTN)(θLT−cθLT)     +dTEψSi(TE−cTE)(ψSi−cψSi)     +dTEθLT(TE−cTE)(θLT−cθLT)     +dψSiθLT(ψSi−cψSi)(θLT−cθLT)     +ewobei die Koeffizienten a, b, c, d und e in der obigen Formel (1) Werte sind, die in den folgenden Tabellen 1 bis 11 aufgeführt sind und in Übereinstimmung mit der Kristallorientierung des Trägersubstrats (2), eines Typs einer Mode höherer Ordnung, der entweder die erste Mode höherer Ordnung, die zweite Mode höherer Ordnung oder die dritte Mode höherer Ordnung anzeigt, und den jeweiligen Bereichen der wellenlängennormierten Schichtdicke TSder Siliziumoxidschicht (4), der wellenlängennormierten Schichtdicke TLTdes piezoelektrischen Körpers (5) und der Ausbreitungsrichtung ψSiim Inneren des Trägersubstrats (2) bestimmt werden:[Tabelle 1]Si (100)erste Mode höherer Ordnung0<TLT<0.250.25≤TLT≤3.5aTLT(2)00aTLT(1)-14.834293683069902124bTLT(2)00cTLT0.2212962960.274301676aTS(2)00aTS(1)-5.435055656-11.51705287bTS(2)00cTS0.2449074070.246648045aTN(3)00aTN(2)00aTN(1)0.9546250562.416190553bTN(3)00bTN(2)00cTN0.320370370.345810056aTE(2)163.7465036194.8374496aTE(1)8.8524214242.920900643bTE(2)0.0014657140.001392903cTE0.1535879630.15377095aψSi(4)00aψSi(3)00aψSi(2)00.004515779aψSi(1)0.0783969620.109748177bψSi(4)00bψSi(3)00bψSi(2)004.80134827cψSi7.08333333310.4558B592aθLT(2)00aθLT(1)-0.0248150310.020111202bθLT(1)00cθLT-52.03703704-51.79888268dTLTTS00dTLTTN00dTLTTE0-307.8174848dTLTψSi00dTLTθLT1.4834793230dTSTN00dTSTE00dTSψSi-1.673812731-1.384976956dTSθLT00.672079071dTNTE00dTNψSi00dTNθLT0-0.108878788dTEψSi00dTFθLT00dψSiLT0.0028687350e-2.09327176-2.154987875[Tabelle 2]Si (110)erste Mode höherer Ordnungθ≤ψSi<3030≤ψSi≤90aTLT(2)00aTLT(1)-12.83201212-9.8485671B8bTLT(2)00cTLT0.2564705880.250903614aTS(2)156.8595990aTS(1)-21.52776656-15.1877177bTS(2)0.0015221450cTS0.2611764710.243825301aTN(3)00aTN(2)00aTN(1)18.196967898.364202341bTN(3)00bTN(2)00cTN0.1529411760.272B91566aTE(2)00aTE(1)-6.461494684-4.137739161bTE(2)00cTE0.1529411760.153463855aψSi(4)00aψSi(3)00aψSi(2)-0.007084639-0.003013228aψSi(1)-0301466226-0.031376567bψSi(4)00bψSi(3)00bψSi(2)49.58131488795.684243cψSi25.3529411860.3253012aθLT(2)00aθLT00.009367138bθLT(2)00cθLT0-52dTLTTS140.92048140dTLTTN024.32908352dTLTTE00dTLTψSi00dTLTθLT00dTSTN51.7425991353.37502263dTSTE00dTSψSi00dTSθLT00dTNTE00dTNψSi0-0.241253979dTNθLT00dTEψSi00dTEθLT00.503490950dψSiθLT00e-1.714086264-1.062610881[Tabelle 3]Si (111)erste Mode höherer OrdnungaTLT(2)0aTLT(1)-11.07513554bTLT(2)0cTLT0.253819444aTS(2)0aTS(1)-14.53606605bTS(2)0cTS0.255555556aTN(3)0aTN(2)-27.47980058aTN(1)11.21718185bTN(3)0bTN(2)0.012775849cTN0.198611111aTE(2)0aTE(1)0hTE(2)0cTE0aψSi(4)0aψSi(3)0aψSi(2)0aψSi(1)0.199446167bψSi(4)0bψSi(3)0bψSi(2)0cψSi31.80555556aθLT(2)0aθLT(1)0.020411072bθLT(2)0cθLT-49.55555556dTLTTS0dTLTTN59.65672759dTLTTE0DTLTψSi0dTLTθLT0dTSTN118.0753788dTSTE0dTSψSi0dTSθLT0dTNTE0dTNψSi0dTNθLT0dTEψSi0dTEθLT0dψSiθLT0e-1.633231485[Tabelle 4]Si (100)zweite Mode höherer OrdnungaTLT(2)0aTLT(1)-11.81338789bTLT(2)0cTLT0.238372093aTS(2)0aTS(1)12.8161063bTS(2)0cTS0.256511628aTN(3)51.69588497aTN(2)-32.3186317aTN(1)-4.371415613bTN(3)0.001717063bTN(2)0.027148945cTN0.29627907aTE(2)0aTF(1)1.615825178bTE(2)0cTE0.151744186aψSi(4)0aψSi(3)0.000212057aψSi(2)-0.001603831aψSi(1)-0.204451256aψSi(4)0aψSi(3)-751.8827776aψSi(2)48.11032901cψSi27.48837209aθLT(2)0aθLT(1)0.02976445bθLT(2)0cθLT-49.6744186dTLTTS0dTLTTN0dTLTTE107.5358299dTLTψSi0dTLTθLT0dTSTN0dTSTE0dTSψSi1.157163274dTSθLT0dTNTE0dTNψSi-0.328790695dTNθLT-0.146613553dTEψSi0dTEθLT0dψSiθLT0e-3.186900929[Tabelle 5]Si (110)zweite Mode höherer Ordnung0≤ψSi<30300≤ψSi≤90aTLT(2)114.8844473193.3812097aTLT(1)-8.0886888310.512582429bTLT(2)0.00162090.001754662cTLT0,2540089090,251239669aTS(2)00aTS(1)-7.32209573-6.329562725bTS(2)00cTS0.2526726060.271900826aTN(3)0-81.37971878aTN(2)-8.52803950939.7113193aTN(1)-1.1202711610.826800765hTN(3)00.006887919bTN(2)0.0536191780.025205929cTN0.4238307350.200826446aTE(2)00aTE(1)9.9092562060bTE(2)00cTE0.1605233850aψSi(4)00aψSi(3)00aψSi(2)00.003197968aψSi(1)0.018063648-0.015576788bψSi(4)00bψSi(3)00bψSi(2)0108.7630626cψSi8.79732739438.92561983aθLT(2)00aθLT(1)-0.0030633090.049075185bθLT(2)00cθLT-49.54120267-48.89256198dTLTTS0-167.1962018dTLTTN-32.410859980dTLTTE00dTLTψSi00dTLTθLT00dTSTN33.063144310dTSTE124.83744010dTSψSi00.486860801dTSθLT00dTNTE-38.521080830dTNψSi00dTNθLT00dTEψSi00dTEθLT0.4946399580dψSiθLT-0.0016239760.014724275e-2.271454108-2.472699496[Tabelle 6]Si (111)zweite Mode höherer Ordnung0≤ ψSi<3030≤ψsi≤60aTLT(2)00aTLT(1)-19.73613055-14.94881654bTLT(2)00cTLT0.2391452990.24607438aTS(2)00aTS(1)-6.0092259580.384596926bTS(2)00cTS0.2468376070.24862259aTN(3)00aTN(2)-20.54217049-13.90920983aTN(1)-0.500198805-1.907891682bTN(3)00bTN(2)0.0369399080.04540127cTN0.3994871790.382644628aTE(2)00aTE(1)5.0852659931.386937823bTE(2)00cTE0.1583760680.157438017aψSi(4)00aψSi(3)00aψSi(2)0.0014913210aψSi(1)0.042768727-0.007722013bψSi(4)00bψSi(3)00bψSi(2)159.66863910cψSi14.1538461547.63085399aeLT(2)00aθLT(1)0.0123138640bθLT(2)00cθLT-48.40341880dTLTTS00dTLTTN-34.27397947-21.45483754dTLTTE00dTLTψSi0.2784648420dTLTθLT-0.4258948280dTSTN46.586065960dTSTE92.95289822102.0248205dTSψSi00.493711224dTSθLT00dTNTE-26.836665620dTNψSi-0.133932768-0.129081681dTNθLT-0.1077125680dTEψSi00dTEθLT00dψSiθLT00e-2.444079693-1.863631594[Tabelle 7]Si (100)dritte Mode höherer OrdnungaTLT(2)0aTLT(1)-13.69744796bTLT(2)0cTLT0.242117117aTS(2)0aTS(1)-21.67672451bTS(2)0cTS0.24740991aTN(3)0aTN(2)0aTN(1)0bTN(3)0bTN(2)0cTN0aTE(2)0aTE(1)0bTE(2)0cTE0aψSi(4)0aψSi(3)0aψSi(2)0aψSi(1)-0.012294125bψSi(4)0bψSi(3)0bψSi(2)0cψSi23.5472973aθLT(2)0aθLT(1)-0.043141927bθLT(2)0cθLT-50.74774775dTLTTS0dTLTTN0dTLTTE0dTLTψSi0dTLTθLT1.006243214dTSTN0dTSTE0dTSψSi0dTSθLT0dTNTE0dTNψSi0dTNθLT0dTEψSi0dTEθLT0dψSiθLT-0.002432123e-2.624644502[Tabelle 8]Si (110)dritte Mode höherer Ordnung0≤ ψSi<3030≤ ψSi≤90aTLT(2)00aTLT(1)-11.032650790bTLR(2)00cTLT0.2568287040aTS(2)00aTS(1)-4.3087714130.663966622bTS(2)00cTS0.2549768520.252631579aTN(3)0-41.616937aTN(2)015.26191272aTN(1)0.7497359971.074574238bTN(3)00.006033304bTN(2)00.043147922cTM0.3800925930.303157895aTE(2)00aTE(1)-0.07870223311.03955295bTE(2)00cTE0.1559006480.160921053aψSi(4)00aψSi(3)00aψSi(2)00aψSi(1)0.0203329380.010235202bψSi(4)00bψSi(3)00bψSi(2)00cψSi5.9953703766.78947368aθLT(2)-0.0036582140aθLT(1)0.0481125990.016635787bθLT(2)71.19332990cθLT-50.89B14815-49.93684211dTLTTS00dTLTTN00dTLTTE00dTLTψSi00dTLTθLT00dTSTN00dTETE00dTSψSi0-0.323118596dTSθLT00.713957036dTNTE00dTNψSi-0.1444590860dTNθLT00dTEψSi0.794074230.334200608dTEθLT00dψSiθLT-0.0024966660.001289273e-2.360031711-3.077359987[Tabelle 9]Si (111)dritte Mode höhererOrdnung0<TLT<0.250≤ ψSi<30aTLT(2)0aTLT(1)-23.116307bTLT(2)0cTLT0.2289801aTS(2)0aTS(1)-14.28753349bTS(2)0cTS0.260572139aTN(3)0aTN(2)0aTN(1)-0.440595972bTN(3)0bTN(2)0cTN0.411940299aTE(2)0aTE(1)0bTE(2)0cTE0aψSi(4)0aψSi(3)0aψSi(2)0aψSi(1)0.029126872bΨSi(4)0bψSi(3)0bψSi(2)0cψSi11.96517413aθLT(2)0aθLT(1)0bθLT(2)0cθLT0dTLTTS0dTLTTN0dTLTTE0dTLTψSi0dTLTθLT0dTSTN0dTSTE0dTSψSi0.930830627dTSθLT0dTNTE0dTNψSi-0.129081681dTNθLT0dTEψSi0dTEθLT0dψSiθLT0e-2.122238265[Tabelle 10]Si (111)dritte Mode höherer Ordnung0<TLT<0.2530≤ ψSi≤600<TN<0.30.3≤TN<050.5≤TN≤2.0aTLT(2)000aTLT(1)-8.85598025-13.00016665-14.59159182bTLT(2)000cTLT0.2280973450.228048780.228054299aTS(2)103.691450400aTS(1)-1.916300209-1.043153875-2.152482595bTS(2)0.00167480800cTS0.254203540.2546341460.251809955aTN(3)000aTN(2)000aTN(1)-2.0525217151.895724222-3.806230027bTN(3)000bTN(2)000cTN0.1876106190.4034146340.604072398aTE(2)000aTE(1)6.7732883645.6222447454.676153327bTE(2)000cTE0.1632743360.1673170730.16561086aψSi(4)000aψSi(3)000aψSi(2)000aψSi(1)-0.03581085700.001284581bψSi(4)000bψSi(3)000bψSi(2)000cψSi50.7079646047.46606335aθLT(2)-0.004232627-0.00403654S0aθLT(1)0.0471383850.0504971930.025858407bθLT(2)70.6373247771.20561570cθLT-50.2300885-50.47804878-50.00904977dTLTTS0144.8256764175.1562687dTLTTN0-71.9987118662.29352459dTLTTE000dTLTψSi000.579045093dTLTθLT000dTSTN000dTSTE000dTSψSi00.4219612040dTSθLT0.6623534250.8648343390.455548641dTNTE000dTNψSi000.218878849dTNθLF00-0.178003295dTEψSi000dTEθLT000dψSiθLT0.0024926980.0020501780e-1.992833526-1.990755952-2.158837111[Tabelle 11]Si (111)dritte Mode höherer Ordnung0.25≤TLT≤3.50≤ψSi<3030≤ψSi≤60aTLT(2)00aTLT(1)-4.280904750bTLT(2)00cTLT0.2758298760aTS(2)00aTS(1)-10.77092012-1.545108081bTS(2)00cTS0.2543568460.254105263aTN(3)00aTN(2)00aTN(1)-0.547621988-0.893667583bTN(3)00bTN(2)00cTN0.3966804980.392631579aTE(2)00aTE(1)00.708331426bTE(2)00cTE00.159684211aψSi(4)00aψSi(3)00aψSi(2)00aψSi(1)0.033675166-0.011260677bψSi(4)00bψSi(3)00bψSi(2)00cψSi11.7012448148.21052632aθLT(2)0-0.003806532aθLT(1)-0.0125447590.039951436bθLT(2)067.93672687cθLT-49.37759336-49.42315789dTLTTS122.20199130dTLTTN00dTLTTE00dTLTψSi00dTLTθLT00dTSTN00dTSTE00dTSψSi0.657009296-0.317058863dTSθLT00.702776192dTNTE0-16.38117608dTNψSi-0.1390044320.128605996dTNθLT00dTEψSi00dTEθLT00dψSiθLT0.0013510950.001928116e-2.653122338-2.237232738