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公開番号2025041295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148488
出願日2023-09-13
発明の名称弾性波デバイス、フィルタ、マルチプレクサ、および弾性波デバイスの製造方法
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人
主分類H03H 9/17 20060101AFI20250318BHJP(基本電子回路)
要約【課題】下部電極と上部電極の短絡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】弾性波デバイスは、下部電極12と上部電極16の間に少なくとも一部が挟まれ、共振領域50に沿いかつ上面から下面にかけて貫通して下部電極12の一部まで掘り込まれた貫通孔22を有する圧電層14と、下部電極12と圧電層14の間に設けられ、下部電極12および上部電極16より抵抗率が高い挿入膜18と、上部電極16の側面上に下部電極12に接続して設けられ、下部電極12の構成元素のAlを含む膜44と、上部電極16の側面と膜44の間に設けられ、圧電層14の構成元素のNbの濃度が膜44より高い膜42と、膜44と膜42の間に設けられ、挿入膜18の構成元素であって圧電層14の構成元素と異なるSiの濃度が膜42より高くかつ圧電層14の構成元素であって挿入膜18の構成元素と異なるNbの濃度が膜42より低い膜43とを備える。
【選択図】図8

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下部電極と、
前記下部電極上に設けられた上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極の間に少なくとも一部が挟まれて前記基板上に設けられ、平面視において前記少なくとも一部を挟んで前記下部電極と前記上部電極が重なる共振領域に沿いかつ前記下部電極の一部に接する貫通孔を有する圧電層と、
前記下部電極および前記上部電極の少なくとも一方と前記圧電層との間に設けられ、前記下部電極および前記上部電極より抵抗率が高い挿入膜と、
前記上部電極の側面に前記下部電極に接続して設けられ、前記下部電極の構成元素を含む第１膜と、
前記上部電極の側面と前記第１膜の間に設けられ、前記圧電層の構成元素の濃度が前記第１膜より高い第２膜と、
前記上部電極の側面と前記第２膜の間および前記第１膜と前記第２膜の間の少なくとも一方に設けられ、前記挿入膜の構成元素であって前記圧電層の構成元素と異なる元素の濃度が前記第２膜より高くかつ前記圧電層の構成元素であって前記挿入膜の構成元素と異なる元素の濃度が前記第２膜より低い第３膜と、を備える弾性波デバイス。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記第２膜および前記第３膜は、前記下部電極の構成元素の濃度が前記第１膜より低い、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記第２膜および前記第３膜は、前記下部電極の構成元素を含まない、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記第１膜は、前記挿入膜の構成元素の濃度が前記第３膜より低い、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記挿入膜は無機絶縁膜である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記挿入膜は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、炭化シリコン、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化チタン、および酸化マグネシウムのうち少なくとも１種を含んで形成される、請求項５に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記圧電層は単結晶タンタル酸リチウム層または単結晶ニオブ酸リチウム層である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記下部電極および前記上部電極は前記共振領域における前記圧電層に厚みすべり振動を励振し、
前記貫通孔は前記共振領域を挟んで２つ設けられ、
前記厚みすべり振動の振動方向は２つの前記貫通孔が前記共振領域を挟んで対向する方向に交差する方向である、請求項７に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記貫通孔と前記共振領域における前記圧電層との間の最大の距離は、前記共振領域における前記圧電層の厚さの３．２倍以下である、請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の弾性波デバイスを含むフィルタ。
（【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、マルチプレクサ、および弾性波デバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 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対向する領域は、弾性波が励振される共振領域である。圧電層にニオブ酸リチウム層またはタンタル酸リチウム層を用いることが知られている（例えば特許文献１）。また、圧電層に共振領域に沿った貫通孔を設けることで弾性波の漏洩が抑制される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】
【０００３】
特開２００８－４２８７１号公報
【非特許文献】
【０００４】
Ting Wu、外４名、「Application of Free Side Edges to Thickness Shear Bulk Acoustic Resonator On Lithium Niobate for Suppression of Transverse Resonance」、弾性波素子技術コンソーシアム第２回研究会資料、令和３年３月８日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電層をエッチングして共振領域に沿った貫通孔を形成する場合、下部電極の一部までエッチングされる場合がある。この場合に、圧電層および下部電極のエッチングにより除去された材料が上部電極の側面上に付着することがある。下部電極のエッチング材料が上部電極の側面上に付着することで、この付着膜を介して下部電極と上部電極が短絡し、デバイス特性が劣化してしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、下部電極と上部電極の短絡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】
【０００７】
本発明は、基板と、前記基板上に設けられた下部電極と、前記下部電極上に設けられた上部電極と、前記下部電極と前記上部電極の間に少なくとも一部が挟まれて前記基板上に設けられ、平面視において前記少なくとも一部を挟んで前記下部電極と前記上部電極が重なる共振領域に沿いかつ前記下部電極の一部に接する貫通孔を有する圧電層と、前記下部電極および前記上部電極の少なくとも一方と前記圧電層との間に設けられ、前記下部電極および前記上部電極より抵抗率が高い挿入膜と、前記上部電極の側面に前記下部電極に接続して設けられ、前記下部電極の構成元素を含む第１膜と、前記上部電極の側面と前記第１膜の間に設けられ、前記圧電層の構成元素の濃度が前記第１膜より高い第２膜と、前記上部電極の側面と前記第２膜の間および前記第１膜と前記第２膜の間の少なくとも一方に設けられ、前記挿入膜の構成元素であって前記圧電層の構成元素と異なる元素の濃度が前記第２膜より高くかつ前記圧電層の構成元素であって前記挿入膜の構成元素と異なる元素の濃度が前記第２膜より低い第３膜と、を備える弾性波デバイスである。
【０００８】
上記構成において、前記第２膜および前記第３膜は、前記下部電極の構成元素の濃度が前記第１膜より低い構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第２膜および前記第３膜は、前記下部電極の構成元素を含まない構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１膜は、前記挿入膜の構成元素の濃度が前記第３膜より低い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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