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公開番号2025056868
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023166375
出願日2023-09-27
発明の名称弾性波デバイス、フィルタ、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 20060101AFI20250401BHJP(基本電子回路)
要約【課題】電気機械結合係数k2を向上させつつ、Q値を向上させ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上に設けられた下部電極12と、下部電極12上に設けられた上部電極20と、下部電極12と上部電極20の間に少なくとも一部が挟まれて共振領域50を形成し圧電性を高める不純物元素がドープされた窒化アルミニウムである第1圧電膜16と、共振領域50の内側に収まる領域である中央領域54に位置し下部電極12と第1圧電膜16との間に設けられ、圧電性を高める不純物元素のドープ量が第1圧電膜16より少ない窒化アルミニウムである第2圧電膜18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共振領域を形成し圧電性を高める不純物元素がドープされた窒化アルミニウムである第１圧電膜と、
前記共振領域の内側に収まる領域である中央領域に位置し前記下部電極と前記第１圧電膜との間に設けられ、前記不純物元素のドープ量が前記第１圧電膜より少ない窒化アルミニウムである第２圧電膜と、を備える弾性波デバイス。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記共振領域の外周に沿って前記中央領域を囲む外周領域における前記第１圧電膜の上面は、前記中央領域における前記第１圧電膜の上面より表面粗さが大きい粗い粗面形状を有する、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記不純物元素は、２族元素もしくは１２族元素と４族元素の組み合わせ、２族元素もしくは１２族元素と５族元素の組み合わせ、または３族元素である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記第２圧電膜は、前記不純物元素がドープされていない窒化アルミニウム膜である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記第２圧電膜の厚さは１５ｎｍ以上である、請求項４に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記第１圧電膜は、前記不純物元素としてマグネシウムとハフニウムがドープされた窒化アルミニウム膜である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記中央領域における前記第１圧電膜と前記第２圧電膜の合計厚さと前記共振領域の外周に沿って前記中央領域を囲む外周領域における前記第１圧電膜の厚さとは同じである、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記第２圧電膜は前記下部電極に埋め込まれている、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記第２圧電膜の側面に、前記中央領域における前記下部電極と前記第２圧電膜と前記第１圧電膜と前記上部電極との合計厚さをＨとした場合に、０．５Ｈ以上１．５Ｈ以下の深さの凹凸が繰り返し設けられている、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記共振領域の外周と前記第２圧電膜との間の距離は、前記中央領域における前記下部電極と前記第２圧電膜と前記第１圧電膜と前記上部電極との合計厚さをＨとした場合に、２．４Ｈ以上３．０Ｈ以下である、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、および弾性波デバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 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膜と、圧電膜を挟んで設けられた下部電極および上部電極と、を備える。圧電膜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。圧電膜に窒化アルミニウム膜を用いる場合に、圧電性を高めるため、スカンジウム、２族元素もしくは１２族元素と４族元素、または、２族元素もしくは１２族元素と５族元素、を窒化アルミニウムに添加することが知られている（例えば特許文献１－３）。また、Ｑ値を向上させるために、圧電膜内に、共振領域の中央領域には挿入せず、共振領域内の外周領域に挿入膜を挿入することが知られている（例えば特許文献１－３）。下部電極と上部電極が重なる領域の中央領域に圧電膜を設け、外周領域に非圧電膜が設けることで、Ｑ値を向上させることも知られている（例えば特許文献４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２０７９１０号公報
特開２０１７－１５８１６１号公報
特開２０１９－１８６６９１号公報
米国特許第８３３０３２５号明細書
米国特許第８７９６９０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｑ値を向上させるため、特許文献１－５に記載のように下部電極と上部電極が重なる領域の外周領域に挿入膜または非圧電膜を設けた場合、外周領域における圧電性が低下してしまい、電気機械結合係数ｋ２が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電気機械結合係数ｋ２を向上させつつ、Ｑ値も向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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共振領域を形成し圧電性を高める不純物元素がドープされた窒化アルミニウムである第１圧電膜と、前記共振領域の内側に収まる領域である中央領域に位置し前記下部電極と前記第１圧電膜との間に設けられ、前記不純物元素のドープ量が前記第１圧電膜より少ない窒化アルミニウムである第２圧電膜と、を備える弾性波デバイスである。
【０００７】
上記構成において、前記共振領域の外周に沿って前記中央領域を囲む外周領域における前記第１圧電膜の上面は、前記中央領域における前記第１圧電膜の上面より表面粗さが大きい粗い粗面形状を有する構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記不純物元素は、２族元素もしくは１２族元素と４族元素の組み合わせ、２族元素もしくは１２族元素と５族元素の組み合わせ、または３族元素である構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第２圧電膜は、前記不純物元素がドープされていない窒化アルミニウム膜である構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２圧電膜の厚さは１５ｎｍ以上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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