弹性波装置的制作方法

1.本实用新型涉及具有层叠了支承基板、中间层以及压电膜的构造的弹性波装置。


背景技术：

2.以往，提出了各种在支承基板与压电膜之间设置有中间层的弹性波装置。在下述的专利文献1记载的弹性波装置中，在支承基板上依次层叠有高声速膜、低声速膜以及压电膜。在压电膜上设置有idt电极。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：国际公开第2012/086639号


技术实现要素：

6.实用新型要解决的问题
7.在专利文献1记载的那样的弹性波装置中，从压电膜朝向支承基板侧行进的波被支承基板反射，往往产生由高阶模造成的响应。因此，在将该弹性波装置用于带通型滤波器的情况下，有时在通带外产生杂散。其结果是，滤波器特性有可能劣化。
8.本实用新型的目的在于，提供一种不易产生由高阶模造成的特性的劣化的弹性波装置。
9.用于解决问题的技术方案
10.本实用新型涉及的弹性波装置具备：支承基板；中间层，设置在所述支承基板上；压电膜，设置在所述中间层上；以及idt电极，设置在所述压电膜上，在所述支承基板与所述中间层之间以及所述中间层内的至少一者设置有多个空洞部，所述多个空洞部设置在俯视时与所述idt电极重叠的位置。
11.实用新型效果
12.根据本实用新型，能够提供一种不易产生由高阶模造成的特性的劣化的弹性波装置。
附图说明
13.图1(a)以及图1(b)是本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图以及示出其电极构造的示意性俯视图。
14.图2是用于说明本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的部分放大剖视图。
15.图3是用于说明本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的第1变形例中的空洞部的部分放大主视剖视图。
16.图4是用于说明本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的第2变形例中的空洞部的部分放大主视剖视图。
17.图5是用于说明本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的第3变形例中的空洞部的部分放大主视剖视图。
18.图6是本实用新型的第2实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
19.图7是用于说明本实用新型的第3实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的部分放大主视剖视图。
20.图8是用于说明本实用新型的第4实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的部分放大主视剖视图。
21.图9是本实用新型的第5实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
具体实施方式
22.以下，参照附图对本实用新型的具体的实施方式进行说明，由此明确本实用新型。
23.另外，需要指出的是，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式之间进行结构的部分置换或者组合。
24.图1(a)是本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图，图1(b)是示出其电极构造的示意性俯视图。
25.弹性波装置1具有支承基板2。在支承基板2上依次层叠有中间层3以及压电膜6。中间层3具有层叠在支承基板2上的高声速膜4、以及设置在高声速膜4与压电膜6之间的低声速膜5。
26.在压电膜6上设置有idt电极7以及反射器8、9。如图1(b)所示，在idt电极7的弹性波传播方向两侧设置有反射器8、9。由此，构成了弹性波谐振器。
27.支承基板2由硅构成。不过，支承基板2能够由各种各样的绝缘性材料、半导体材料构成。作为这样的材料，能够列举从包含硅、氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、多铝红柱石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、以及金刚石的组中选择的至少一种材料。
28.压电膜6由钽酸锂膜构成，在此，具体由litao3膜构成。不过，压电膜6也可以由铌酸锂(linbo3)等其它压电材料构成。
29.高声速膜4由高声速材料构成。所谓高声速材料，是指传播的体波(bulk wave)的声速比在压电膜6传播的弹性波的声速高的材料。作为这样的高声速材料，能够列举氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、多铝红柱石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、dlc(类金刚石碳)膜或者金刚石、以上述材料为主成分的介质、以上述材料的混合物为主成分的介质等各种各样的材料。
30.低声速膜5由低声速材料构成。所谓低声速材料，是指传播的体波的声速比在压电膜6传播的体波的声速低的材料。作为这样的低声速材料，能够列举氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽，此外，还能够列举在氧化硅中添加了氟、碳、硼、氢或硅烷醇基的化合物、以上述材料为主成分的介质等各种各样的材料。
31.在本实施方式中，高声速膜4由氮化硅构成，低声速膜5由氧化硅构成。
32.idt电极7以及反射器8、9由al、cu、au、w、mo等各种各样的金属或者以这些金属为主体的合金构成。此外，idt电极7以及反射器8、9也可以包含多个金属膜的层叠体。
33.弹性波装置1的特征在于，在支承基板2与中间层3之间，更具体地，在支承基板2与
高声速膜4之间(支承基板2和高声速膜4的界面)设置有多个空洞部10。另外，在界面设置有空洞部的情况下，在设置有该空洞部的区域中，变得夹着空洞部设置支承基板2和高声速膜4，变得不存在支承基板2和高声速膜4的界面。
34.在弹性波装置1中，通过对idt电极7施加交流电压，从而可激励弹性波。在此，包含上述高声速膜4以及低声速膜5的中间层3配置在支承基板2与压电膜6之间。因此，弹性波被封闭在压电膜6内。因此，能够得到良好的谐振特性。
35.另一方面，在激励了idt电极7的情况下，所使用的主模以外的模式的波也会被激励。而且，这样的主模以外的波也在深度方向上传播，即，从压电膜6朝向支承基板2侧传播。
36.在以往的弹性波装置中，传播过来的波被支承基板反射，往往出现由高阶模造成的响应。因此，如前所述，在用作带通型滤波器的谐振器的情况下，有时在通带外产生杂散。
37.相对于此，在弹性波装置1中，在俯视的情况下，上述多个空洞部10设置在隔着中间层3以及压电膜6与idt电极7重叠的位置。因此，向支承基板侧传播过来的波的一部分(图2的箭头a)变得如箭头b1～b3所示地被漫反射。因此，能够抑制由高阶模造成的响应。因而，在将弹性波装置1用作带通型滤波器的谐振器的情况下，能够抑制由上述高阶模造成的杂散。因此，能够提供衰减量频率特性等滤波器特性优异的带通型滤波器。
38.另外，空洞部10的形成方法没有特别限定。例如，能够适当地采用在通过对支承基板2的上表面进行蚀刻、机械研磨而形成凹部之后成膜高声速膜4的方法等。
39.图3是用于说明本实用新型的第1实施方式涉及的弹性波装置的第1变形例中的空洞部的部分放大主视剖视图。
40.多个空洞部10a～10c设为彼此不同的形状。像这样，在本实用新型中，在设置有多个空洞部的情况下，也可以具有形状不同的至少1个空洞部。此外，所谓空洞部的形状不同，设为除了空洞部的剖面形状不同的情况以外，还广泛地包含空洞部的大小不同的情况。
41.此外，在图2以及图3中，空洞部10、10a～10c在支承基板2与高声速膜4之间的一部分设置为到达支承基板2侧以及高声速膜4侧。
42.相对于此，像图4所示的空洞部的第2变形例那样，空洞部10d也可以设置为从支承基板2与高声速膜4之间不到达支承基板2内而仅到达高声速膜4内。
43.进而，如图5所示，空洞部10e也可以设置为从支承基板2与高声速膜4之间不到达高声速膜4内而仅到达支承基板2侧。
44.即，设置在支承基板与中间层之间的空洞部只要设置为在剖视下设置于支承基板与中间层之间的一部分且在层叠方向上从支承基板与中间层之间到达支承基板侧以及中间层侧中的至少一者即可。
45.图6是本实用新型的第2实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。在弹性波装置21中，在高声速膜4内设置有多个空洞部22。关于其它结构，弹性波装置21设为与弹性波装置1相同。因此，对于同一部分，标注同一附图标记，由此省略其说明。
46.弹性波装置21中的空洞部22设置在中间层3内，更具体地，设置在高声速膜4内，使得贯穿高声速膜4。此外，如图6所示，多个空洞部22延伸的方向不全部相同，设置有延伸的方向不同的多个空洞部22。不过，多个空洞部22延伸的方向也可以相互平行。像这样，通过在高声速膜4内设置多个空洞部22，从而也能够使在层叠方向上传播过来的波漫反射。因而，能够有效地抑制由高阶模造成的响应。
47.在弹性波装置21中，空洞部22设置为到达高声速膜4与低声速膜5之间以及高声速膜4与支承基板2之间的双方。不过，多个空洞部22也可以设置为仅到达支承基板2与高声速膜4之间以及高声速膜4与低声速膜5之间的一者。进而，多个空洞部22也可以不到达上述支承基板2与高声速膜4之间以及高声速膜4与低声速膜5之间而位于高声速膜4内或者低声速膜5内。
48.图7是用于说明本实用新型的第3实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的部分放大主视剖视图。在弹性波装置31中，多个空洞部22设置于高声速膜4。空洞部22包含设置为到达高声速膜4与低声速膜5之间以及高声速膜4与支承基板2之间的空洞部、和设置为仅到达高声速膜4与低声速膜5之间的空洞部。
49.在空洞部22内，设置有填充材料32，使得填充空洞部22的一部分。具体地，在空洞部22中的设置为到达高声速膜4与低声速膜5之间以及高声速膜4与支承基板2之间的空洞部中，在空洞部的一部分设置有填充材料32，在设置为仅到达高声速膜4与低声速膜5之间的空洞部中，在空洞部的全部设置有填充材料32。在本实施方式中，该填充材料32通过在低声速膜5的成膜时低声速膜5的一部分进入到空洞部22内而构成。不过，填充材料32也可以由构成低声速膜5的材料以外的材料构成。
50.像这样，在本实用新型中，也可以在多个空洞部22的一部分或者全部填充有填充材料。在该情况下，也能够使传播过来的波漫反射，能够抑制由高阶模造成的响应。
51.图8是用于说明本实用新型的第4实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的部分放大主视剖视图。在弹性波装置41中，空洞部22设置在高声速膜4内。空洞部22包含设置为到达高声速膜4与低声速膜5之间以及支承基板2与高声速膜4之间的空洞部、和设置为仅到达支承基板2与高声速膜4之间的空洞部。
52.在弹性波装置41中，填充材料42进入到空洞部22的内部。填充材料42设置为从支承基板2与高声速膜4之间进入到空洞部22内。该填充材料42通过使构成支承基板2的材料进入到空洞部22而进行设置。像这样，填充到空洞部22的至少一部分的填充材料42也可以由构成支承基板2的材料构成。即使在该情况下，由于设置有多个空洞部22，所以也能够使传播过来的波漫反射。因此，能够抑制由高阶模造成的响应。
53.图9是本实用新型的第5实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。在弹性波装置51中，支承基板2a是由高声速材料构成的高声速支承基板。而且，未设置高声速膜4，在支承基板2a上直接层叠有低声速膜5。空洞部10设置在作为中间层的低声速膜5与支承基板2a之间的一部分。
54.在弹性波装置51中，所利用的主模有效地被封闭在压电膜6内。另一方面，通过设置有多个空洞部10，从而能够谋求高阶模的抑制。因此，关于弹性波装置51，在用作带通型滤波器的谐振器的情况下，也能够抑制通带外的杂散。
55.在本实用新型中，在像弹性波装置51那样使用由高声速材料构成的支承基板的情况下，中间层也可以仅由低声速膜构成。
56.附图标记说明
57.1、21、31、41、51：弹性波装置；
58.2、2a：支承基板；
59.3：中间层；
60.4：高声速膜；
61.5：低声速膜；
62.6：压电膜；
63.7：idt电极；
64.8、9：反射器；
65.10、10a、10b、10c、10d、10e、22：空洞部；
66.32、42：填充材料。

技术特征：
1.一种弹性波装置，其特征在于，具备：支承基板；中间层，设置在所述支承基板上；压电膜，设置在所述中间层上；以及idt电极，设置在所述压电膜上，在所述支承基板与所述中间层之间以及所述中间层内的至少一者设置有多个空洞部，所述多个空洞部设置在俯视时与所述idt电极重叠的位置。2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其特征在于，所述多个空洞部包含形状不同的空洞部。3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其特征在于，所述空洞部设置在所述支承基板与所述中间层之间。4.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其特征在于，所述空洞部设置在所述中间层内。5.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其特征在于，所述中间层具有：高声速膜，由传播的体波的声速比在所述压电膜传播的弹性波的声速高的高声速材料构成；以及低声速膜，设置在所述高声速膜与所述压电膜之间，由传播的体波的声速比在所述压电膜传播的体波的声速低的低声速材料构成。6.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其特征在于，所述中间层是由传播的体波的声速比在所述压电膜传播的体波的声速低的低声速材料构成的低声速膜，所述支承基板是由传播的体波的声速比在所述压电膜传播的弹性波的声速高的高声速材料构成的高声速支承基板。7.根据权利要求5所述的弹性波装置，其特征在于，所述空洞部设置在所述高声速膜内。8.根据权利要求5所述的弹性波装置，其特征在于，所述空洞部到达所述低声速膜与所述高声速膜之间以及所述高声速膜与所述支承基板之间的至少一者。9.根据权利要求8所述的弹性波装置，其特征在于，所述空洞部仅到达所述低声速膜与所述高声速膜之间以及所述高声速膜与所述支承基板之间中的、所述低声速膜与所述高声速膜之间。10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其特征在于，还具有：填充材料，填充于所述空洞部的至少一部分。11.根据权利要求8所述的弹性波装置，其特征在于，所述空洞部到达所述低声速膜与所述高声速膜之间以及所述高声速膜与所述支承基板之间。12.根据权利要求11所述的弹性波装置，其特征在于，还具有：填充材料，填充于所述空洞部的至少一部分。
13.根据权利要求10或12所述的弹性波装置，其特征在于，所述低声速膜的一部分作为所述填充材料而进入到所述空洞部。

技术总结
本实用新型提供一种不易产生由高阶模造成的特性的劣化的弹性波装置。弹性波装置(1)具备：支承基板(2)；中间层(3)，设置在支承基板(2)上；压电膜(6)，设置在中间层(3)上；以及IDT电极(7)，设置在压电膜(6)上，在支承基板(2)与中间层(3)之间以及中间层(3)内的至少一者设置有多个空洞部(10)，多个空洞部(10)设置在俯视时与IDT电极重叠的位置。视时与IDT电极重叠的位置。视时与IDT电极重叠的位置。


技术研发人员：山本浩司 大门克也
受保护的技术使用者：株式会社村田制作所
技术研发日：2021.05.19
技术公布日：2023/7/17