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公開番号2024176294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094749
出願日2023-06-08
発明の名称弾性波デバイス、フィルタ、およびマルチプレクサ
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人
主分類H03H 9/17 20060101AFI20241212BHJP(基本電子回路)
要約【課題】膜剥がれを抑制することが可能な弾性波デバイスを提供する。
【解決手段】弾性波デバイス100は、基板10と、基板10上に設けられた圧電層14と、圧電層14の少なくとも一部を挟んで基板10上に設けられた下部電極12および上部電極16と、圧電層14を挟んで下部電極12と上部電極16とが重なる共振領域50において基板10と下部電極12との間に設けられ、高音響インピーダンス膜32と基板10の厚さ方向において中央領域34aを挟む1対の端部領域34bを有する低音響インピーダンス膜34とが交互に積層され、端部領域34bは中央領域34aよりフッ素およびホウ素の添加量が少ない酸化シリコン膜であり、中央領域34aはフッ素とホウ素が添加された酸化シリコン膜である音響反射膜30とを備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた圧電層と、
前記圧電層の少なくとも一部を挟んで前記基板上に設けられた１対の電極と、
前記圧電層を挟んで前記１対の電極が重なる共振領域において前記基板と前記１対の電極との間に設けられ、高音響インピーダンス膜と前記高音響インピーダンス膜より音響インピーダンスが低くかつ前記基板の厚さ方向において中央領域を挟む１対の端部領域を有する低音響インピーダンス膜とが交互に積層され、前記１対の端部領域は前記中央領域よりフッ素、ホウ素、塩素、テルル、ゲルマニウム、アンチモン、リン、亜鉛、砒素、タングステン、鉛、プラセオジム、イッテルビウム、ランタン、カルシウム、錫、ジスプロシウム、サマリウム、銅、ユウロピウム、ストロンチウム、バリウム、ナトリウム、ビスマス、インジウム、銀、カリウム、およびルビジウムのうちの少なくとも１種の元素の添加量が少ない酸化シリコン膜、または、窒化シリコン膜であり、前記中央領域は前記少なくとも１種の元素が添加された酸化シリコン膜である音響反射膜と、を備える弾性波デバイス。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記中央領域は、フッ素および塩素の少なくとも一方の元素と、ホウ素、テルル、ゲルマニウム、アンチモン、リン、亜鉛、砒素、タングステン、鉛、プラセオジム、イッテルビウム、ランタン、カルシウム、錫、ジスプロシウム、サマリウム、銅、ユウロピウム、ストロンチウム、バリウム、ナトリウム、ビスマス、インジウム、銀、カリウム、およびルビジウムのうちの１種以上の元素と、が添加された酸化シリコン膜である、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記中央領域は、フッ素とホウ素が添加された酸化シリコン膜である、請求項２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記１対の端部領域は、他の元素が意図的には添加されていない酸化シリコン膜、または、窒化シリコン膜である、請求項３に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記中央領域における前記少なくとも１種の元素の添加濃度は、シリコン、酸素、および前記少なくとも１種の元素の合計を１００原子％とした場合に１０原子％以下である、請求項３または４に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記１対の端部領域それぞれの厚さは、前記中央領域の厚さより小さい、請求項５に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記１対の端部領域の合計の厚さは、前記共振領域における前記圧電層の厚さの０．１６倍以下である、請求項６に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記１対の端部領域の合計の厚さは、前記中央領域と前記１対の端部領域の合計の厚さを１００％とした場合に３４％以下である、請求項６に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記１対の端部領域のうち一方の端部領域と他方の端部領域の平均厚さに対する前記一方の端部領域と前記他方の端部領域の厚さの差の割合は±１０％以下である、請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記高音響インピーダンス膜は金属膜である、請求項９に記載の弾性波デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイス、フィルタ、およびマルチプレクサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯端末等の無線端末の高周波回路用のフィルタおよびデュプレクサとして、圧電薄膜共振器を用いたフィルタおよびデュプレクサが知られている。圧電薄膜共振器は、基板上に設けられた圧電層と、圧電層を挟んで基板上に設けられた下部電極および上部電極と、を備える。圧電層を挟み下部電極と上部電極が重なる領域が共振領域である。共振領域における基板と下部電極の間に音響インピーダンスの高い膜と低い膜とが交互に積層された音響反射膜を備える構成が知られている。低音響インピーダンス膜に酸化シリコン膜もしくはフッ素、炭素、またはホウ素が添加された酸化シリコン膜を用いることが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、Ｓｉ－Ｏ結合におけるＯと置換するフッ素等が添加された酸化シリコン膜を温度補償層に用いることで、周波数温度係数等の温度依存性を小さくした弾性波デバイスが知られている（例えば特許文献２）。周波数温度係数等の温度依存性を小さくしつつ電気的な特性の劣化を抑制するために、Ｓｉ－Ｏ結合の伸縮振動のピーク波数およびフッ素濃度を所定範囲内にすることが知られている（例えば特許文献３）。また、フッ素が添加された酸化シリコン膜は吸湿しやすいことが知られている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２０／２０９１５２号
国際公開第２０１２／０２９３５４号
特開２０２０－１２９７２４号公報
【非特許文献】
【０００５】
H.Miyajima、外２３名、「Challenge of low-k materials for 130, 90, 65 nm node interconnect technology and beyond」、ＩＥＤＭ、２００４年、ｐｐ３２９－３３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
音響反射膜を備える弾性波デバイスにおいて、電気的な特性の劣化を抑制するために、低音響インピーダンス膜に他の元素が添加された酸化シリコン膜を用いることがある。しかしながら、この場合、低音響インピーダンス膜に膜剥がれが生じることがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、膜剥がれを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板と、前記基板上に設けられた圧電層と、前記圧電層の少なくとも一部を挟んで前記基板上に設けられた１対の電極と、前記圧電層を挟んで前記１対の電極が重なる共振領域において前記基板と前記１対の電極との間に設けられ、高音響インピーダンス膜と前記高音響インピーダンス膜より音響インピーダンスが低くかつ前記基板の厚さ方向において中央領域を挟む１対の端部領域を有する低音響インピーダンス膜とが交互に積層され、前記１対の端部領域は前記中央領域よりフッ素、ホウ素、塩素、テルル、ゲルマニウム、アンチモン、リン、亜鉛、砒素、タングステン、鉛、プラセオジム、イッテルビウム、ランタン、カルシウム、錫、ジスプロシウム、サマリウム、銅、ユウロピウム、ストロンチウム、バリウム、ナトリウム、ビスマス、インジウム、銀、カリウム、およびルビジウムのうちの少なくとも１種の元素の添加量が少ない酸化シリコン膜、または、窒化シリコン膜であり、前記中央領域は前記少なくとも１種の元素が添加された酸化シリコン膜である音響反射膜と、を備える弾性波デバイスである。
【０００９】
上記構成において、前記中央領域は、フッ素および塩素の少なくとも一方の元素と、ホウ素、テルル、ゲルマニウム、アンチモン、リン、亜鉛、砒素、タングステン、鉛、プラセオジム、イッテルビウム、ランタン、カルシウム、錫、ジスプロシウム、サマリウム、銅、ユウロピウム、ストロンチウム、バリウム、ナトリウム、ビスマス、インジウム、銀、カリウム、およびルビジウムのうちの１種以上の元素と、が添加された酸化シリコン膜である構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記中央領域は、フッ素とホウ素が添加された酸化シリコン膜である構成とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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