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公開番号2025060729
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2024221816,2022512795
出願日2024-12-18,2020-09-15
発明の名称無線周波数フィルタ、及び弾性表面波デバイスを製造する方法
出願人国立大学法人東北大学,スカイワークスソリューションズ,インコーポレイテッド,SKYWORKS SOLUTIONS,INC.
代理人個人,個人,個人
主分類H03H 9/145 20060101AFI20250403BHJP(基本電子回路)
要約【課題】波長λを有する弾性表面波の共振を与える弾性表面波(SAW)デバイスを提供する。
【解決手段】質量負荷電極を有するSAWデバイス100は、波長λを有し、水晶基板112と、LiTaO₃又はLiNbO₃から形成されて当該水晶基板の上に配置される圧電層104と、を含む。圧電層は、2λよりも大きな厚さを有する。弾性表面波デバイスはさらに、圧電層のの第1表面110にに形成されるインターディジタルトランスデューサ電極102を含み、インターディジタルトランスデューサ電極は、1.50g/cm³<ρ≦6.00g/cm³、6.00g/cm³<ρ≦12.0g/cm³又は12.0g/cm³<ρ≦23.0g/cm³の範囲にある質量密度ρを有し、それぞれに対応して0.148λ、0.079λ又は0.036λよりも大きな厚さを有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
波長λを有する弾性表面波の共振を与える弾性表面波デバイスであって、
水晶基板と、
ＬｉＴａＯ
３
又はＬｉＮｂＯ
３
から形成されて前記水晶基板の上に配置される圧電板であ
って、２λよりも大きな厚さを有する圧電板と、
前記圧電板の上に形成されるインターディジタルトランスデューサ電極と
を含み、
前記インターディジタルトランスデューサ電極は、１．５０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦６．００ｇ
／ｃｍ
３
、６．００ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦１２．０ｇ／ｃｍ
３
、又は１２．０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ
≦２３．０ｇ／ｃｍ
３
の範囲にある質量密度ρと、それぞれに対応して０．１４８λより
も大きな、０．０７９λよりも大きな、又は０．０３６λよりも大きな厚さとを有する、
弾性表面波デバイス。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記インターディジタルトランスデューサ電極は、近似的に０．５のメタライゼーション
比（ＭＲ）を有し、
ここで、ＭＲ＝Ｆ／（Ｆ＋Ｇ）であり、数量Ｆは電極指の幅であり、数量Ｇは２つの電極
指間の間隙寸法である、請求項１の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
前記インターディジタルトランスデューサ電極は、アルミニウム、チタン、マグネシウム
、銅、ニッケル、銀、モリブデン、金、白金、タングステン、タンタル、ハフニウム、他
の金属、複数の金属から形成される合金、又は複数の層を有する構造物を含んで質量密度
範囲１．５０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦２３．０ｇ／ｃｍ
３
を有する、請求項１の弾性表面波デバ
イス。
【請求項４】
前記圧電板はＬｉＴａＯ
３
（ＬＴ）板である、請求項１の弾性表面波デバイス。
【請求項５】
前記ＬＴ板は、オイラー角（０±５°，８０～１５５°，０±５°）、（９０±５°，９
０°±５°，０～１８０°）、又はこれと等価な配向角を有するように構成される、請求
項４の弾性表面波デバイス。
【請求項６】
前記圧電板はＬｉＮｂＯ
３
（ＬＮ）板である、請求項１の弾性表面波デバイス。
【請求項７】
前記ＬＮ板は、オイラー角（０±５°，６０～１６０°，０±５°）、（９０±５°，９
０°±５°，０～１８０°）、又はこれらと等価な配向角を有するように構成される、請
求項６の弾性表面波デバイス。
【請求項８】
前記水晶基板は、オイラー角（０±５°，θ，３５°±８°）、（１０°±５°，θ，４
２°±８°）、（２０°±５°，θ，５０°±８°）、（０°±５°，θ，０°±５°
）、（１０°±５°，θ，０°±５°）、（２０°±５°，θ，０°±５°）、（０°±
５°，θ，９０°±５°）、（１０°±５°，θ，９０°±５°）、（２０°±５°，θ
，９０°±５°）、（９０°±５°，９０°±５°，ψ）、又はこれらと等価な配向角を
有するように構成され、θ及びψはそれぞれが範囲０°～１８０°にある値を有する、請
求項１の弾性表面波デバイス。
【請求項９】
波長λを有する弾性表面波の共振を与える弾性表面波デバイスを製造する方法であって、
水晶基板を形成すること又は与えることと、
ＬｉＴａＯ
３
又はＬｉＮｂＯ
３
から形成される圧電板を、水晶基板の上に存在するように
実装することであって、前記圧電板は２λよりも大きな厚さを有することと、
インターディジタルトランスデューサ電極を前記圧電板の上に形成することと
を含み、
前記インターディジタルトランスデューサ電極は、１．５０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦６．００ｇ
／ｃｍ
３
、６．００ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦１２．０ｇ／ｃｍ
３
、又は１２．０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ
≦２３．０ｇ／ｃｍ
３
の範囲にある質量密度ρを有し、それぞれに対応して０．１４８λ
よりも大きな、０．０７９λよりも大きな、又は０．０３６λよりも大きな厚さを有する
、方法。
【請求項１０】
前記圧電板を実装することは、相対的に厚い圧電板と、水晶板とのアセンブリを形成する
こと又は与えることを含む、請求項９の方法。
（【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】
関連出願の相互参照
本願は、２０１９年９月１６日の出願された「質量負荷電極を有する弾性表面波デバイ
ス」との名称の米国仮出願第６２／９０１，２０２号の優先権を主張し、その開示は、全
体が参照によりここに明示的に組み込まれる。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
本開示は、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスのような弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
弾性表面波（ＳＡＷ）共振器は典型的に、圧電層の表面に実装されるインターディジタ
ルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極を含む。かかる電極は、２つの噛み合いセットの指を
含み、かかる構成において、同じセットの２つの隣接指間の距離は、ＩＤＴ電極によりサ
ポートされる弾性表面波の波長λと近似的に同じである。
【０００４】
多くのアプリケーションにおいて、上記ＳＡＷ共振器は、波長λに基づいて無線周波数
（ＲＦ）フィルタとして利用することができる。かかるフィルタは、一定数の所望の特徴
を与え得る。
【発明の概要】
【０００５】
いくつかの実装例によれば、本開示は、波長λを有する弾性表面波の共振を与える弾性
表面波デバイスに関する。弾性表面波デバイスは、水晶基板と、ＬｉＴａＯ
３
又はＬｉＮ
ｂＯ
３
から形成されて当該水晶基板の上に配置される圧電板とを含む。圧電板は２λより
も大きな厚さを有する。弾性表面波デバイスはさらに、圧電板の上に形成されるインター
ディジタルトランスデューサ電極を含む。インターディジタルトランスデューサ電極は、
１．５０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦６．００ｇ／ｃｍ
３
、６．００ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦１２．０ｇ／
ｃｍ
３
、又は１２．０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦２３．０ｇ／ｃｍ
３
の範囲にある質量密度ρを有
し、それぞれに対応して０．１４８λよりも大きな、０．０７９λよりも大きな、又は０
．０３６λよりも大きな厚さを有する。
【０００６】
いくつかの実施形態において、インターディジタルトランスデューサ電極は、近似的に
０．５のメタライゼーション比（ＭＲ）を有し得る。ここで、ＭＲ＝Ｆ／（Ｆ＋Ｇ）であ
り、数量Ｆは電極指の幅であり、数量Ｇは２つの電極指間の間隙寸法である。いくつかの
実施形態において、インターディジタルトランスデューサ電極は、質量密度範囲が１．５
０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦２３．０ｇ／ｃｍ
３
であるアルミニウム、チタン、マグネシウム、銅
、ニッケル、銀、モリブデン、金、白金、タングステン、タンタル、ハフニウム、他の金
属、複数の金属から形成される合金、又は複数層の構造物を含む。
【０００７】
いくつかの実施形態において、圧電板はＬｉＴａＯ
３
（ＬＴ）板としてよい。ＬＴ板は
、（０±５°，８０～１５５°，０±５°）、（９０±５°，９０°±５°，０～１８０
°）、又はこれらと等価な配向角のオイラー角を有するように構成され得る。
【０００８】
いくつかの実施形態において、圧電板はＬｉＮｂＯ
３
（ＬＮ）板としてよい。ＬＴ板は
、（０±５°，６０～１６０°，０±５°）、（９０±５°，９０°±５°，０～１８０
°）、又はこれらと等価な配向角のオイラー角を有するように構成され得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、水晶基板は、（０±５°，θ，３５°±８°）、（１０
°±５°，θ，４２°±８°）、（２０°±５°，θ，５０°±８°）、（０°±５°，
θ，０°±５°）、（１０°±５°，θ，０°±５°）、（２０°±５°，θ，０°±５
°）、（０°±５°，θ，９０°±５°）、（１０°±５°，θ，９０°±５°），（２
０°±５°，θ，９０°±５°），（９０°±５°，９０°±５°，ψ）、又はこれらと
等価な配向角のオイラー角を有するように構成され得る。ここで、θ及びψはそれぞれが
、０°～１８０°の範囲にある値を有する。
【００１０】
いくつかの実装例において、本開示は、波長λを有する弾性表面波の共振を与える弾性
表面波デバイスを製造する方法に関する。方法は、水晶基板を形成すること又は与えるこ
とと、実装ａ当該水晶基板の上にＬｉＴａＯ
３
又はＬｉＮｂＯ
３
から形成される圧電板を
、当該水晶基板の上に存在するように実装することとを含み、当該圧電板は２λよりも大
きな厚さを有する。方法はさらに、圧電板の上にインターディジタルトランスデューサ電
極を形成することを含み、当該インターディジタルトランスデューサ電極は、１．５０ｇ
／ｃｍ
３
＜ρ≦６．００ｇ／ｃｍ
３
、６．００ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦１２．０ｇ／ｃｍ
３
、又
は１２．０ｇ／ｃｍ
３
＜ρ≦２３．０ｇ／ｃｍ
３
の範囲にある質量密度ρを有し、それぞ
れに対応して０．１４８λよりも大きな、０．０７９λよりも大きな、又は０．０３６λ
よりも大きな厚さを有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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