[发明专利]弹性表面波装置

说明书

本发明提供一种弹性表面波装置，关于包含频率温度特性的各特性为良好。弹性表面波装置包含：晶体层；非晶氧化硅层，层叠于所述晶体层上；压电层，层叠于所述非晶氧化硅层上；以及梳形电极，形成于所述压电层上，用于在所述压电层上激励弹性表面波。当将所述弹性表面波的波长设为λ时，0.1≤所述非晶氧化硅层的厚度/λ≤1，0.08＜压电层的厚度/λ≤1。

技术领域

本发明涉及一种利用弹性表面波(surface acoustic wave，SAW)的弹性表面波装置。

背景技术

随着近年来手机等移动体通信系统的进化，具有窄频带且急剧的衰减特性的SAW滤波器的要求增强。因此，已公开有用于对机电耦合系数k²或频率温度特性的指标即频率温度系数(Temperature Coefficients of Frequency，TCF)获得良好的值的各种改善方法。作为其改善方法，已公开有利用使波长程度的厚度的压电基板与高音速基板贴合而成的基板构成SAW滤波器的方法。这种利用经贴合的基板的方法，不但作为改善SAW滤波器的特性的方法，而且作为改善SAW共振器等的其它弹性表面波装置的特性的方法，而广为人知。

在非专利文献1中，示出了一种使用如下的基板的SAW共振器，所述基板是将42°Y-X LiTaO₃基板、非晶(amorphous)SiO₂膜、AlN基板及Si层从上方起依此顺序贴合而成。所述非专利文献1记载了如下的主旨：通过设为这种构成，通过非晶SiO₂的温度补偿效应、高音速基板即AlN的振动能量的封闭及利用Si的散热，而与利用42°Y-X LiTaO₃基板单体构成SAW共振器的情况相比，对Q值、k²及TCF的各特性进行改善。但是，需要针对这些特性，以更简单的结构加以改善。

并且，在非专利文献2中，公开了利用将36°Y-X LiTaO₃基板、AT-90°X的晶体基板从上方起依此顺序接合而成的基板(为了便于说明，设为LT晶体接合基板)构成漏声表面波(Leaky surface acoustic wave，LSAW)共振器的技术，通过利用所述LT晶体接合基板，而能够与利用LiTaO₃基板单体构成LSAW共振器的情况相比，对Q值、k²及TCF进行改善。关于包含以上所述的LT晶体接合基板的LSAW共振器，当所述LiTaO₃的基板的厚度/λ＝0.15，形成于所述LiTaO₃基板上的Al(铝)的梳形电极(叉指换能器(Inter Digital Transducer，IDT))的厚度/λ＝0.09时，共振的Q值为12050，相对带宽为5.7％。再者，λ为弹性表面波的波长。以LiTaO₃基板单体构成LSAW共振器时的共振的Q值为1350，相对带宽为4.4％，因此，通过使用LT晶体接合基板，而使得Q值大幅上升，相对带宽也上升。

这些Q值及相对带宽是在一个周期份的IDT的两侧，作为周期边界条件，在所述IDT的底面上分别假设了完全匹配层的条件下，利用有限元法(finite element method，FEM)计算出无限周期结构的结果。并且，关于TCF，虽然没有明确示出，但是可认为在基板表面短路的条件下的计算值为±2ppm/℃左右。然而，如果针对所述LT晶体接合基板，设为在基板上设置有IDT的条件，那么可知TCF会朝负方向偏移而变差。并且，当将所述LSAW共振器的IDT的相关厚度增至比较大时，共振频率的TCF、反共振频率的TCF分别会变差。为了防止这些TCF的值变差，必须进一步减小LiTaO₃基板的厚度，但是如果减小LiTaO₃基板的厚度，k²就会变差。因此，关于这种使用LT晶体接合基板的构成的装置，也难以将各特性设为良好的值。