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公開番号2025123946
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019754
出願日2024-02-13
発明の名称弾性波デバイス、フィルタ、マルチプレクサ、及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 20060101AFI20250818BHJP(基本電子回路)
要約【課題】共振特性を改善することが可能な弾性波デバイスを提供する。
【解決手段】圧電薄膜共振器100は、基板10と、基板10上に設けられた圧電層14aと、圧電層14aの基板10に対し反対の面に設けられ、圧電層14aの自発分極の方向と反対方向の自発分極の方向を有する圧電層14bと、圧電層14aの圧電層14bに対し反対の面上に設けられた下部電極12と、圧電層14bの圧電層14aに対し反対の面上に設けられ、下部電極12とで圧電層14a及び14bを挟み共振領域50を形成する上部電極16と、圧電層14aと14bの合計の厚さをTとした場合に、共振領域50の周囲の少なくとも一部に、圧電層14aと14bの界面15から圧電層14a側に3T/32だけ離れた箇所と圧電層14b側に9T/32だけ離れた箇所との間に位置して圧電層14a及び14bの少なくとも一方に設けられた空隙からなる挿入層40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第１圧電層と、
前記第１圧電層の前記基板に対し反対の面に設けられ、前記第１圧電層の自発分極の方向と反対方向の自発分極の方向を有する第２圧電層と、
前記第１圧電層の前記第２圧電層に対し反対の面上に設けられた第１電極と、
前記第２圧電層の前記第１圧電層に対し反対の面上に設けられ、前記第１電極とで前記第１圧電層及び前記第２圧電層を挟み共振領域を形成する第２電極と、
前記第１圧電層と前記第２圧電層の合計の厚さをＴとした場合に、前記共振領域の周囲の少なくとも一部に、前記第１圧電層と前記第２圧電層の界面から前記第１圧電層側に３Ｔ／３２だけ離れた箇所と前記第２圧電層側に９Ｔ／３２だけ離れた箇所との間に位置して前記第１圧電層及び前記第２圧電層の少なくとも一方に設けられ、前記第１圧電層及び前記第２圧電層より比誘電率が小さい挿入層と、を備える弾性波デバイス。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記挿入層は前記界面に設けられる、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記第１圧電層及び前記第２圧電層の少なくとも一方は前記挿入層として空隙を有し、
前記空隙は、前記界面から前記第２圧電層内に設けられ且つ高さが０．２５Ｔ以下である、又は、前記界面から前記第１圧電層内に設けられ且つ高さが０．１Ｔ以下である、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記挿入層は、酸化シリコンからなり、前記界面から前記第２圧電層内に設けられ且つ高さが０．２４Ｔ以下である、又は、前記界面から前記第１圧電層内に設けられ且つ高さが０．１４Ｔ以下である、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
断面視において前記挿入層の前記共振領域側の端面は前記共振領域の外周又は前記共振領域の外周より外側に位置し、
前記共振領域の外周と前記端面との間の長さはＴ未満である、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記挿入層は前記共振領域の外側から前記共振領域の内側にかけて設けられ、
断面視において前記共振領域の内側に位置する前記挿入層の端面と前記共振領域の外周との間の長さは０．５Ｔ以上である、請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
断面視において前記共振領域の外周と前記挿入層の前記端面とは反対側の端面との間の長さは０．２５Ｔ以上である、請求項６に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記第１圧電層及び前記第２圧電層は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる、請求項３から７のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記挿入層は、前記第１電極が前記共振領域から引き出される第１引出領域及び前記第２電極が前記共振領域から引き出される第２引出領域に設けられ、
前記第１引出領域に設けられた前記挿入層は、前記界面から前記第１圧電層内に設けられ、
前記第２引出領域に設けられた前記挿入層は、前記界面から前記第２圧電層内に設けられる、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記挿入層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加された場合に、前記第１圧電層と前記第２圧電層が積層された方向において電界の絶対値が大きい領域に挟まれた電界の絶対値が小さい領域に位置する、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、マルチプレクサ、及び弾性波デバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線端末の高周波回路用のフィルタ及びデュプレクサとして弾性波共振器が用いられている。フィルタとして、入力端子と出力端子との間に弾性波共振器を直列及び並列に接続したラダー型フィルタが知られている（例えば特許文献１）。弾性波共振器として、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）及びＳＭＲ（Solid Mounted Resonator）等のＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）共振器が知られている。ＢＡＷ共振器は圧電薄膜共振器とも呼ばれる。
【０００３】
圧電薄膜共振器は、圧電層を挟んで一対の電極が設けられた構造を有し、圧電層を挟み一対の電極が対向する領域は弾性波が共振する共振領域である。Ｑ値を向上させるために、共振領域の内側から外側にかけて空隙を設けた構成（例えば特許文献２）や、共振領域のうち外周領域にのみ挿入膜を設けた構成（例えば特許文献３）が知られている。また、２つの圧電層を積層させてその間に挿入膜を設ける構成（例えば特許文献４）や、自発分極が反対方向である２つの圧電層を積層させる構成（例えば特許文献５）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－１４６８６１号公報
特開２０１０－４５４３７号公報
特開２０１５－９５７１４号公報
特開２０２０－１４０８８号公報
特開２０２３－１２４２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自発分極の方向が互いに反対である２つの圧電層を積層することで、第２高調波の弾性波を励振させることができる。このような第２高調波が励振される場合において共振特性を改善することが求められている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、共振特性を改善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第１圧電層と、前記第１圧電層の前記基板に対し反対の面に設けられ、前記第１圧電層の自発分極の方向と反対方向の自発分極の方向を有する第２圧電層と、前記第１圧電層の前記第２圧電層に対し反対の面上に設けられた第１電極と、前記第２圧電層の前記第１圧電層に対し反対の面上に設けられ、前記第１電極とで前記第１圧電層及び前記第２圧電層を挟み共振領域を形成する第２電極と、前記第１圧電層と前記第２圧電層の合計の厚さをＴとした場合に、前記共振領域の周囲の少なくとも一部に、前記第１圧電層と前記第２圧電層の界面から前記第１圧電層側に３Ｔ／３２だけ離れた箇所と前記第２圧電層側に９Ｔ／３２だけ離れた箇所との間に位置して前記第１圧電層及び前記第２圧電層の少なくとも一方に設けられ、前記第１圧電層及び前記第２圧電層より比誘電率が小さい挿入層と、を備える弾性波デバイスである。
【０００８】
上記構成において、前記挿入層は前記界面に設けられる構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記第１圧電層及び前記第２圧電層の少なくとも一方は前記挿入層として空隙を有し、前記空隙は、前記界面から前記第２圧電層内に設けられ且つ高さが０．２５Ｔ以下である、又は、前記界面から前記第１圧電層内に設けられ且つ高さが０．１Ｔ以下である構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記挿入層は、酸化シリコンからなり、前記界面から前記第２圧電層内に設けられ且つ高さが０．２４Ｔ以下である、又は、前記界面から前記第１圧電層内に設けられ且つ高さが０．１４Ｔ以下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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