[发明专利]弹性波器件

说明书

提供一种TCF良好，能够提高谐振器的Q、阻抗比的弹性波器件。该弹性波器件包括：含有70质量％以上的二氧化硅(SiO₂)的基板11、由设置于基板11之上的LiTaO₃晶体或LiNbO₃晶体形成的压电薄膜12以及被设置为与压电薄膜12相接的叉指状电极13。

技术领域

本发明涉及一种弹性波器件。

背景技术

近年来，由于便携式电话、智能电话的普及，接近于50个的许多频段集中于2.4GHz以下，与相邻频段之间的频段的间隔变得非常狭窄，因此为了不干扰相邻的频段，强烈需要具有陡峭的频率特性且温度特性良好的滤波器、双工器。另外，为了实现具有陡峭的频率特性的滤波器、双工器，需要具有大阻抗比、高Q的谐振器。在此，Q是示出滤波器的陡峭性的参数，但是除了陡峭性之外，还影响滤波器的插入损耗。如果Q高，则插入损耗也变小，便携式电话、智能电话的电池的消耗变少。因此，对于滤波器来说，需要良好的插入损耗、良好的温度特性、更加良好的陡峭性；对于其谐振器来说，要求高Q以及大阻抗比。另外，Q的值与阻抗比成比例，且与带宽成反比例，因此在大致相同的带宽的情况下，Q与阻抗比具有比例关系。

弹性表面波(SAW)滤波器的带宽取决于其使用的压电基板的机电耦合系数(耦合系数)，因此以往多使用由具有滤波器的带宽所需的耦合系数的LT(LiTaO₃晶体)或LN(LiNbO₃晶体)构成的压电基板。但是，这些基板的频率温度特性(TCF)为-40ppm/℃至-120ppm/℃，不能说非常良好。另外，频率温度特性(TCF)的理论式由以下的式定义。

[数学式1]

α＝线性膨胀系数

在此，V(T)为温度T时的激励声速。另外，在实际测量中，成为TCF＝(f(45℃)-f(25℃))/(20×f(25℃))。在此，f(T)为所测量的频率，测量对谐振器的谐振频率和/或反谐振频率，并且测量对滤波器的中心频率。另外，实际测量时，在频率相对于温度不线性地变化时，用测量温度内的频率的最大变化量除以测量温度范围，由此求得每1℃的频率变化量。

在此，为了获得所需的耦合系数及良好的TCF，由本发明人等开发了一种弹性表面波滤波器，该弹性表面波滤波器将具有负的TCF的LT、LN基板与具有正的TCF的SiO₂薄膜组合，成为SiO₂薄膜/高密度电极/LT或LN基板的结构，并进一步地除去起因于电极的SiO₂膜上的凸部并对表面进行平坦化(例如，参照非专利文献1)。根据此结构，获得了比较良好的-10ppm/℃的TCF，而且获得了与LT或LN基板单体的特性相同的阻抗比和Q。该谐振器的阻抗比为60dB左右，Q为800左右。

另外，关于水晶基板，频率温度特性良好，但是示出压电性的耦合系数小，无法满足在智能电话、便携式电话中所需的滤波器的带宽的需求。另外，关于利用了AlN(氮化铝)薄膜的体波的滤波器，谐振器的Q为2000，与SAW滤波器相比，滤波器特性陡峭，但是频率温度特性为-30ppm/℃，不能说非常良好。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：门田道雄、中尾武志、西山健次、谷口典生、冬爪敏之，“良好な温度特性をもっ小型弹性表面波デユプレクサ”(具有良好的温度特性的小型弹性表面波双工器)，电气信息通信学会论文志A，2013年，卷J96-A、第6号，301-308页

发明内容

发明所要解决的课题

在非专利文献1中记载的弹性波滤波器中，获得了比较良好的TCF，但是SiO2薄膜为柱状结构多晶薄膜，因此存在如下课题：其谐振器的Q、阻抗比为与LT、LN基板单体的特性是相同程度的，且频率特性的陡峭性仍然不充分。