Title:
Schallwellenvorrichtung, Hochfrequenz-Frontend-Schaltung und Kommunikationsvorrichtung
Kind Code:
T5


Abstract:

Es wird eine Schallwellenvorrichtung bereitgestellt, die einen hohen Gütefaktor und eine geringe Variation der Eigenschaften, die durch die Variation der Filmdicke eines piezoelektrischen Films bewirkt wird, aufweist.
In einer Schallwellenvorrichtung 1 sind auf einem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit, das als ein Element mit hoher Schallgeschwindigkeit fungiert, ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, ein piezoelektrischer Film 5 und eine IDT-Elektrode 6 in dieser Reihenfolge laminiert. Wenn die Wellenlänge einer durch einen Elektrodenfingerzyklus der IDT-Elektrode 6 bestimmten Schallwelle durch λ repräsentiert wird, so beträgt die Filmdicke des piezoelektrischen Films 5 mehr als 1,5 λ und maximal 3,5 λ. Die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich in dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit ausbreitet, ist höher als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film 5 ausbreitet. Die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich in dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit ausbreitet, ist niedriger als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film 5 ausbreitet. embedded image




Inventors:
Iwamoto, Hideki (Kyoto, Nagaokakyo-shi, JP)
Otsubo, Ryo (Kyoto, Nagaokakyo-shi, JP)
Fujio, Kouhei (Kyoto, Nagaokakyo-shi, JP)
Application Number:
DE112016004042T
Publication Date:
06/07/2018
Filing Date:
09/02/2016
Assignee:
Murata Manufacturing Co., Ltd. (Kyoto-fu, Nagaokakyo-shi, JP)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
CBDL Patentanwälte, 47051, Duisburg, DE
Claims:
Schallwellenvorrichtung, die einen piezoelektrischen Film aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst:
ein Element mit hoher Schallgeschwindigkeit, in dem die Schallgeschwindigkeit einer sich darin ausbreitenden Volumenwelle höher ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet,
einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, in dem die Schallgeschwindigkeit einer sich darin ausbreitenden Volumenwelle niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet, und der auf das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist,
den piezoelektrischen Film, der auf den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert ist, und
eine IDT-Elektrode, die auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Films ausgebildet ist,
wobei, wenn die Wellenlänge einer Schallwelle, die durch einen Elektrodenfingerzyklus der IDT-Elektrode bestimmt wird, durch λ repräsentiert wird, die Filmdicke des piezoelektrischen Films auf mehr als 1,5 λ und auf maximal 3,5 λ eingestellt wird.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ist.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine Bondungsschicht umfasst, die an einer beliebigen Position des Trägersubstrats mit hoher Schallgeschwindigkeit bis zu der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film angeordnet.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bondungsschicht in dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, an der Grenzfläche zwischen dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film vorhanden ist.

Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Siliziumsubstrat ist.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Trägersubstrat umfasst, wobei das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit ist, der auf dem Trägersubstrat angeordnet ist.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 6, die ferner eine Bondungsschicht umfasst, die an einer beliebigen Position von dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit bis zu der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film angeordnet.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Bondungsschicht in dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, an der Grenzfläche zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film vorhanden ist.

Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, 7 und 8, wobei die Bondungsschicht eine Metalloxidschicht oder eine Metallnitridschicht enthält.

Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5-7 bis 9, wobei die Bondungsschicht eine Ti-Schicht enthält und die Filmdicke der Ti-Schicht mindestens 0,4 nm und maximal 2,0 nm beträgt.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Filmdicke der Ti-Schicht mindestens 0,4 nm und maximal 1,2 nm beträgt.

Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ein Film ist, der überwiegend aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid besteht.

Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der piezoelektrische Film aus LiTaO3 besteht.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 4 oder 8, wobei der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid besteht, die Bondungsschicht an einer Position in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit vorhanden ist, der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit eine erste Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit enthält, die sich auf der Bondungsschicht auf einer Seite des piezoelektrischen Films befindet, und eine zweite Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit enthält, die sich auf der Bondungsschicht auf einer Seite gegenüber dem piezoelektrischen Film befindet, und wenn die Wellenlänge einer Schallwelle, die durch die Schallwellenvorrichtung verwendet werden soll, durch λ repräsentiert wird, so beträgt die Filmdicke der ersten Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit mindestens 0,12 λ.

Schallwellenvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Filmdicke der ersten Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit mindestens 0,22 λ beträgt.

Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die ferner eine Zwischenschicht umfasst, die zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Trägersubstrat angeordnet.

Hochfrequenz-Frontend-Schaltung, umfassend:
die Schallwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und
einen Leistungsverstärker.

Kommunikationsvorrichtung, umfassend:
die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung nach Anspruch 17,
eine HF-Signalverarbeitungsschaltung und
eine Basisbandsignalverarbeitungsschaltung.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schallwellenvorrichtung, die für einen Resonator oder ein Bandpassfilter verwendet werden soll, sowie eine Hochfrequenz-Frontend-Schaltung und eine Kommunikationsvorrichtung, die jeweils die Schallwellenvorrichtung verwenden.

STAND DER TECHNIK

Bislang ist als ein Resonator oder ein Bandpassfilter weithin eine Schallwellenvorrichtung verwendet worden. Das folgende Patentdokument 1 offenbart eine Schallwellenvorrichtung, in der ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, ein piezoelektrischer Film und eine IDT-Elektrode in dieser Reihenfolge auf ein Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert sind. In Patentdokument 1 ist außerdem eine Schallwellenvorrichtung offenbart, in der ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, ein piezoelektrischer Film und eine IDT-Elektrode in dieser Reihenfolge auf ein Trägersubstrat laminiert sind.

Die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich in dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit oder dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit ausbreitet, ist höher als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet. Die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ausbreitet, niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet.

ZitierungslistePatentdokument

Patentdokument 1: WO 2012/086639 A1

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGTechnisches Problem

Gemäß der in Patentdokument 1 offenbarten Schallwellenvorrichtung kann der Gütefaktor erhöht werden, wenn ein Laminat des Trägersubstrats mit hoher Schallgeschwindigkeit und des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit oder ein Laminat des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit und des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit verwendet wird. Jedoch war die Filmdicke des piezoelektrischen Films, der in diesem Fall verwendet wurde, sehr klein, wie zum Beispiel maximal 1,5 λ. Darum wird eine Variation der Eigenschaften, die durch eine Variation der Filmdicke des piezoelektrischen Films bewirkt wird, nachteiligerweise vergrößert.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Schallwellenvorrichtung, die einen hohen Gütefaktor besitzt und eine geringe Variation der Eigenschaften aufweist, die durch eine Variation der Filmdicke eines piezoelektrischen Films bewirkt wird, sowie einer Hochfrequenz-Frontend-Schaltung und einer Kommunikationsvorrichtung.

Lösung des Problems

Eine Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Schallwellenvorrichtung, die einen piezoelektrischen Film aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Element mit hoher Schallgeschwindigkeit, in dem die Schallgeschwindigkeit einer sich darin ausbreitenden Volumenwelle höher ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet, einen Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, in dem die Schallgeschwindigkeit einer sich darin ausbreitenden Volumenwelle niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet, und der auf das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist, den piezoelektrischen Film, der auf den Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert ist, und eine IDT-Elektrode, die auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Films ausgebildet ist, und wenn die Wellenlänge einer Schallwelle, die durch einen Elektrodenfingerzyklus der IDT-Elektrode bestimmt wird, durch λ repräsentiert wird, so wird die Filmdicke des piezoelektrischen Films auf mehr als 1,5 λ und auf maximal 3,5 λ eingestellt.

Bei einer konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit. In diesem Fall kann die Struktur vereinfacht werden, und die Anzahl der Komponenten kann reduziert werden.

Bei einer konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Bondungsschicht enthalten, die an einer beliebigen Position von dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit bis zu der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film angeordnet ist.

Bei einer konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Bondungsschicht in dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, an der Grenzfläche zwischen dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film vorhanden.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Siliziumsubstrat. In diesem Fall kann die Schallwellenvorrichtung auf einfache Weise hergestellt werden, da sich ein Siliziumsubstrat ausgezeichnet verarbeiten lässt. Außerdem kann eine Variation der Eigenschaften noch stärker reduziert werden. Ferner können Moden höherer Ordnung unterdrückt werden.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Trägersubstrat enthalten, und das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit ist ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, der auf dem Trägersubstrat angeordnet ist.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Bondungsschicht enthalten, die an einer beliebigen Position von dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit bis zu der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film angeordnet.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Bondungsschicht in dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, an der Grenzfläche zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film vorhanden.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Bondungsschicht eine Metalloxidschicht oder eine Metallnitridschicht.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Bondungsschicht eine Ti-Schicht, und die Filmdicke der Ti-Schicht beträgt mindestens 0,4 nm und maximal 2,0 nm.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Filmdicke der Ti-Schicht mindestens 0,4 nm und maximal 1,2 nm.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ein Film, der überwiegend aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid besteht. In diesem Fall können die Frequenz-Temperatur-Eigenschaften verbessert werden.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der piezoelektrischen Film aus LiTaO3. In diesem Fall kann eine Schallwellenvorrichtung mit einem höheren Gütefaktor bereitgestellt werden.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid, die Bondungsschicht ist an einer Position in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit vorhanden, der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit enthält eine erste Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit, die sich auf der Bondungsschicht auf einer Seite des piezoelektrischen Films befindet, und eine zweite Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit, die sich auf der Bondungsschicht auf einer Seite gegenüber dem piezoelektrischen Film befindet, und wenn die Wellenlänge einer Schallwelle, die durch die Schallwellenvorrichtung verwendet werden soll, durch λ repräsentiert wird, so beträgt die Filmdicke der ersten Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit mindestens 0,12 λ.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Filmdicke der ersten Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit mindestens 0,22 λ.

Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Zwischenschicht enthalten, die zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Trägersubstrat angeordnet ist.

Eine Hochfrequenz-Frontend-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schallwellenvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, und einen Leistungsverstärker.

Eine Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die oben beschriebene Hochfrequenz-Frontend-Schaltung, eine HF-Signalverarbeitungsschaltung, und eine Basisbandsignalverarbeitungsschaltung.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

In der Schallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Gütefaktor hoch, und ferner wird die Filmdicke des piezoelektrischen Films auf mehr als 1,5 λ und auf maximal 3,5 λ eingestellt, so dass das Auftreten einer Variation der Eigenschaften, die durch die Variation der Filmdicke bewirkt wird, nicht wahrscheinlich ist.

Figurenliste

  • 1(a) und 1(b) sind eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bzw. eine schematische Draufsicht einer Elektrodenstruktur.
  • 2 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Güte Q und der Filmdicke eines LiTaO3-Films der Schallwellenvorrichtung zeigt.
  • 3 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke des LiTaO3-Films der Schallwellenvorrichtung und einem Temperaturkoeffizienten der Frequenz TCF zeigt.
  • 4 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke des LiTaO3-Films der Schallwellenvorrichtung und der Schallgeschwindigkeit zeigt.
  • 5 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke eines Films mit hoher Schallgeschwindigkeit der Schallwellenvorrichtung und dem Grad der Energiekonzentration zeigt.
  • 7 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist ein Kurvendiagramm, das die Impedanzeigenschaften der Schallwellenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform und jener einer Schallwellenvorrichtung eines verwandten Beispiels zeigt.
  • 9 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke eines SiO2-Film und dem Gütefaktor zeigt.
  • 15 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke einer Ti-Schicht und dem Gütefaktor zeigt.
  • 16 ist ein Schaubild einer Hochfrequenz-Frontend-Schaltung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart.

Außerdem werden die Ausführungsformen der vorliegenden Spezifikation beispielhaft beschrieben, und es versteht sich, dass zwischen den verschiedenen Ausführungsformen teilweise Ersetzungen und/oder eine Kombination zwischen den Strukturen vorgenommen werden können.

1(a) ist eine schematische vordere Querschnittansicht einer Schallwellenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Eine Schallwellenvorrichtung 1 enthält ein Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit, das als ein Element mit hoher Schallgeschwindigkeit fungiert. Auf dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit ist ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der eine relativ niedrige Schallgeschwindigkeit aufweist, laminiert. Außerdem ist ein piezoelektrischer Film 5 auf den Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert. Auf einer Oberseite dieses piezoelektrischen Films 5 ist eine IDT-Elektrode 6 laminiert. Alternativ kann auf einer Unterseite des piezoelektrischen Films 5 die IDT-Elektrode 6 laminiert sein.

Da der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit zwischen dem Element mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film 5 angeordnet ist, wird die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle verringert. Die Energie einer Schallwelle wird intrinsisch auf ein Medium mit niedriger Schallgeschwindigkeit konzentriert. Darum kann ein Effekt des Einschließens von Schallwellenenergie in dem piezoelektrischen Film 5 und der IDT-Elektrode 6, in der eine Schallwelle angeregt wird, verstärkt werden. Infolge dessen kann im Vergleich zu dem Fall, in dem der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit nicht vorhanden ist, gemäß dieser Ausführungsform der Verlust reduziert werden, und der Gütefaktor kann erhöht werden.

Außerdem hat das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit die Funktion, eine Schallwelle an einem Abschnitt einzuschließen, an dem der piezoelektrische Film 5 und der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit miteinander laminiert sind, und zu verhindern, dass die Schallwelle zu dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit und der darunter befindlichen Struktur entweicht. Das heißt, die Energie einer Schallwelle einer bestimmten Mode, die zu verwenden ist, um die Eigenschaften eines Filter oder eines Resonators zu erhalten, wird über den gesamten piezoelektrischen Film und den gesamten Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit verteilt, wird auch teilweise in dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit auf einer Seite des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit 4 verteilt, und wird nicht auf einer Unterseite des Elements mit hoher Schallgeschwindigkeit verteilt. Der Mechanismus, mit dem eine Schallwelle durch das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit eingeschlossen wird, ist ein Mechanismus ähnlich dem im Fall einer Oberflächenwelle vom Love-Wellen-Typ, die eine verlustfreie SH-Welle ist und zum Beispiel in „Surface Acoustic Wave Device Simulation Technology Introduction“, verfasst durch Kenya Hashimoto, veröffentlicht durch die Realize Corporation, Seiten 90 bis 91, beschrieben wurde. Der oben beschriebene Mechanismus unterscheidet sich von einem Mechanismus, bei dem ein Einschluss unter Verwendung von Bragg-Reflektoren ausgeführt wird, die jeweils aus einem akustischen Mehrschichtfilm gebildet sind.

Das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit kann aus einem zweckmäßigen Material gebildet werden, das die folgende Schallgeschwindigkeitsbeziehung erfüllt. Als das oben beschriebene Material können zum Beispiel dielektrische Materialien, wie zum Beispiel verschiedene Keramikwerkstoffe, einschließlich Saphir, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, Cordierit, Mullit, Steatit und Forsterit, Halbleiter, wie zum Beispiel Silizium und Galliumnitrid, und Harzsubstrate verwendet werden. In dieser Ausführungsform besteht das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit aus Silizium.

Das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit wirkt so, dass es eine Oberflächenschallwelle an einem Abschnitt einschließt, an dem der piezoelektrische Film 5 und der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit miteinander laminiert sind, und verhindert, dass die Oberflächenschallwelle zu dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit und der darunter befindlichen Struktur entweicht. Um eine Oberflächenschallwelle an dem Abschnitt einzuschließen, an dem der piezoelektrische Film 5 und der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit miteinander laminiert sind, hat das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit bevorzugt eine größere Filmdicke.

Außerdem wird in dieser Beschreibung angenommen, dass das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit ein Element ist, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle in dem Element mit hoher Schallgeschwindigkeit höher ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, wie zum Beispiel einer Oberflächenwelle oder einer Grenzwelle, die sich entlang des piezoelektrischen Films ausbreitet. Außerdem wird angenommen, dass der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ein Film ist, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich in dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit ausbreitet, niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet. Außerdem werden zwar Schallwellen verschiedener Moden, die verschiedene Schallgeschwindigkeiten haben, durch die IDT-Elektrode, die eine bestimmte Struktur aufweist, angeregt, doch ist die Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet, eine Schallwelle einer bestimmten Mode, die verwendet werden soll, um die Eigenschaften eines Filters oder eines Resonators zu erhalten. Die Mode einer Volumenwelle, die die Schallgeschwindigkeit der Volumenwelle bestimmt, wird gemäß einer Nutzungsmode einer Schallwelle definiert, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitet. Wenn das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit und der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit mit Bezug auf eine Volumenwellenausbreitungsrichtung isotrop sind, so ist die Entsprechung wie in Tabelle 1 gezeigt. Das heißt, durch die Mode einer Volumenwelle in der rechten Spalte der folgenden Tabelle 1, der der Hauptmode einer Schallwelle in der linke Spalte der folgenden Tabelle 1 entspricht, werden die hohe Schallgeschwindigkeit und die niedrige Schallgeschwindigkeit bestimmt. Eine P-Welle ist eine Längswelle, und eine S-Welle ist eine Querwelle.

Außerdem repräsentiert in der folgenden Tabelle 1 U1 eine Schallwelle, die eine P-Welle als eine primäre Komponente enthält, U2 repräsentiert eine Schallwelle, die eine SH-Welle als eine primäre Komponente enthält, und U3 repräsentiert eine Schallwelle, die eine SV-Welle als eine primäre Komponente enthält. [Tabelle 1]

Entsprechung zwischen einer Schallwellenmode eines piezoelektrischen Films und einer Volumenwellenmode eines dielektrischen Films (Der Fall, in dem der dielektrische Film ein isotropes Material ist)Hauptmode der Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitetMode der Volumenwelle, die sich in dem dielektrischen Film ausbreitetU1P-WelleU2S-WelleU3+U1S-Welle

Wenn der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit und das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit in der Ausbreitungseigenschaft einer Volumenwelle anisotrop sind, wie in der folgenden Tabelle 2 gezeigt, so werden die Moden von Volumenwellen bestimmt, die eine hohe Schallgeschwindigkeit und eine niedrige Schallgeschwindigkeit bestimmen. Außerdem wird unter den Moden von Volumenwellen die langsamere einer SH-Welle und einer SV-Welle als eine langsame Querwelle bezeichnet, und die schnellere von beiden wird als eine schnelle Querwelle bezeichnet. Eine langsamere Querwelle, die aus den beiden oben genannten Arten von Wellen auszuwählen ist, wird in Abhängigkeit von der anisotropen Eigenschaft des Materials bestimmt. In einem LiTaO3 oder einem LiNbO3 in der Nähe des gedrehten Y-Schnitts ist unter Volumenwellen eine SV-Welle eine langsame Querwelle, und eine SH-Welle ist eine schnelle Querwelle. [Tabelle 2]

Entsprechung zwischen einer Schallwellenmode eines piezoelektrischen Films und einer Volumenwellenmode eines dielektrischen Films (Der Fall, in dem der dielektrische Film ein anisotropes Material ist)Hauptmode der Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film ausbreitetMode der Volumenwelle, die sich in dem dielektrischen Film ausbreitetU1P-WelleU2SH-WelleU3+U1SV-Welle

In dieser Ausführungsform besteht der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid, und obgleich für seine Filmdicke keine besonderen Einschränkungen bestehen, beträgt die Filmdicke bevorzugt maximal 2,0 λ, wenn die Wellenlänge einer Schallwelle, die durch den Elektrodenfingerzyklus der IDT-Elektrode bestimmt wird, durch λ repräsentiert wird. Da die Filmdicke des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf maximal 2,0 λ eingestellt wird, kann eine Filmspannung reduziert werden, und infolge dessen kann das Verziehen eines Wafers reduziert werden, so dass eine Verbesserung der Produktionsausbeute und eine Stabilisierung der Eigenschaften erreicht werden können.

Als ein Material, das den Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit bildet, kann ein zweckmäßiges Material, dessen Volumenwellenschallgeschwindigkeit niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit einer Schallwelle, die sich in dem piezoelektrischen Film 5 ausbreitet, verwendet werden. Als das oben beschriebene Material kann zum Beispiel ein Medium verwendet werden, das als eine primäre Komponente Siliziumoxid, Glas, Siliziumoxynitrid, Tantaloxid oder eine Verbindung enthält, die durch Hinzufügen mindestens eines von Fluor, Kohlenstoff und Bor zu Siliziumoxid gebildet wird.

Als Materialien des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit und des Trägersubstrats mit hoher Schallgeschwindigkeit kann jedes zweckmäßige Material verwendet werden, solange die oben beschriebene Schallgeschwindigkeitsbeziehung erfüllt ist.

Der piezoelektrische Film 5 besteht aus einem 50,0° Y-geschnitten LiTaO3, das heißt, einem LiTaO3, das Euler-Winkel (0°, 140,0°, 0°) aufweist. Wenn die Wellenlänge einer Oberflächenschallwelle, die durch den Elektrodenfingerzyklus der IDT-Elektrode 6 bestimmt wird, durch λ repräsentiert wird, so liegt die Filmdicke des piezoelektrischen Films 5 in einem Bereich von mehr als 1,5 λ bis maximal 3,5 λ, und in dieser Ausführungsform wird die Filmdicke auf 2,0 λ eingestellt. Außerdem kann der piezoelektrische Film 5 aus einem LiTaO3, das einen anderen Schnittwinkel aufweist, oder einem anderen piezoelektrischen Einkristall als LiTaO3 bestehen. Da ein piezoelektrischer Einkristall verwendet wird, kann der Verlust eines Materials selbst reduziert werden, und die Eigenschaften einer Vorrichtung können verbessert werden.

In dieser Ausführungsform besteht die IDT-Elektrode 6 aus AI. Außerdem kann die IDT-Elektrode 6 auch unter Verwendung eines zweckmäßigen Metallmaterials gebildet werden, wie zum Beispiel Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W, oder einer Legierung, die als eine primäre Komponente mindestens eines der oben genannten Metalle enthält. Außerdem kann die IDT-Elektrode 6 auch die Struktur haben, in der Metallfilme, die aus diesen Metallen oder Legierungen gebildet sind, miteinander laminiert sind.

Obgleich in 1(a) schematisch gezeigt, wird eine in 1(b) gezeigte Elektrodenstruktur auf dem piezoelektrischen Film 5 ausgebildet. Das heißt, die IDT-Elektrode 6 und Reflektoren 7 und 8, die auf zwei Seiten davon in einer Schallwellenausbreitungsrichtung angeordnet sind, werden ausgebildet. Dementsprechend wird ein Schallwellenresonator vom Ein-Port-Typ ausgebildet. Außerdem bestehen für die Elektrodenstruktur, die die IDT-Elektrode der vorliegenden Erfindung enthält, keine besonderen Einschränkungen, und es kann eine solche Modifizierung ausgeführt werden, dass ein zweckmäßiger Resonator oder ein Kettenfilter, in dem Resonatoren in Kombination verwendet werden, ein vertikal gekoppeltes Filter, ein Filter vom Gittertyp oder ein Filter vom Transversaltyp entsteht.

Da in der Schallwellenvorrichtung 1 das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit, der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit und der piezoelektrische Film 5 miteinander laminiert sind, so wie es bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Schallwellenvorrichtung der Fall ist, kann der Gütefaktor erhöht werden. Da insbesondere die Dicke des piezoelektrischen Films 5 auf einen Bereich von mehr als 1,5 λ bis maximal 3,5 λ eingestellt wird, wird nicht nur der Gütefaktor erhöht, sondern es kann auch eine Variation der Eigenschaften reduziert werden, die durch die Variation der Filmdicke des piezoelektrischen Films 5 bewirkt wird. Das oben beschriebene wird mit Bezug auf die 2 bis 4 erklärt.

2 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Gütefaktor und der Filmdicke von LiTaO3 einer Schallwellenvorrichtung zeigt, in der ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der aus einem SiO2-Film mit einer Dicke von 0,35 λ besteht, und ein piezoelektrischer Film 5, der aus einem LiTaO3 besteht, das Euler-Winkel (0°, 140,0°, 0°) aufweist, auf ein Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert sind, das aus Silizium gebildet ist. In diesem Fall repräsentiert die vertikale Achse in 2 das Produkt einer Güteeigenschaft eines Resonators und einer fraktionalen Bandbreite (Δf), und dieses Produkt wurde als ein einzelner Index verwendet, um zu beurteilen, ob die Leistung der Vorrichtung gut ist oder nicht. Außerdem ist 3 ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke von LiTaO3 und einem Temperaturkoeffizienten der Frequenz (TCF) zeigt. 4 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Filmdicke von LiTaO3 und der Schallgeschwindigkeit zeigt. Wie aus 2 zu erkennen ist, wird festgestellt, wenn die Filmdicke von LiTaO3 maximal 3,5 λ beträgt, dass im Vergleich zu dem Fall, in dem die Filmdicke mehr als 3,5 λ beträgt, der Gütefaktor erhöht wird und die Güteeigenschaft verbessert wird. Außerdem beträgt die Filmdicke von LiTaO3 besonders bevorzugt maximal 2,5 λ, um den Gütefaktor zu erhöhen.

Außerdem ist anhand von 3 zu erkennen, dass, wenn die Filmdicke von LiTaO3 maximal 2,5 λ beträgt, im Vergleich zu dem Fall, in dem die Filmdicke mehr als 2,5 λ beträgt, der absolute Wert des Temperaturkoeffizienten der Frequenz TCF verringert werden kann. Außerdem ist die Filmdicke im Bereich von maximal 2 λ besonders bevorzugt, da der absolute Wert des Temperaturkoeffizienten der Frequenz TCF auf maximal 10 ppm/°C eingestellt werden kann.

Wie aus 4 zu erkennen ist, wird festgestellt, dass, wenn die Filmdicke von LiTaO3 mehr als 1,5 λ beträgt, die durch die Änderung der Filmdicke von LiTaO3 bewirkte Änderung der Schallgeschwindigkeit deutlich reduziert wird. Dementsprechend wird festgestellt, da die Abhängigkeit der Frequenz von der Filmdicke von LiTaO3 deutlich reduziert wird, dass eine durch die Änderung der Filmdicke bewirkte Variation der Frequenz-Temperatur-Eigenschaften deutlich reduziert wird.

Außerdem besteht in der Schallwellenvorrichtung 1 dieser Ausführungsform das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit aus Silizium. Das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit, das aus Silizium besteht, besitzt eine bevorzugte Verarbeitungsfähigkeit. Ferner können Moden höherer Ordnung effektiv unterdrückt werden.

Da überdies der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit aus SiO2 besteht, kann der absolute Wert des Temperaturkoeffizienten der Frequenz TCF dadurch ebenfalls verringert werden.

Da LiTaO3 als der piezoelektrische Film 5 verwendet wird und die Filmdicke des piezoelektrischen Films 5 auf den oben beschriebenen speziellen Bereich eingestellt wird, selbst wenn die Filmdicke des piezoelektrischen Films 5 variiert wird, ist der Gütefaktor ausreichend hoch, und ferner kann eine Variation der Eigenschaften reduziert werden.

An mindestens einer Grenze unter dem piezoelektrischen Film, dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit kann mindestens eine Schicht gebildet werden, die aus einer Klebstoffschicht, einer Unterschicht, einer Schicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit und einer Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit ausgewählt ist.

Außerdem sind in der obigen Ausführungsform zwar der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der piezoelektrische Film 5 und die IDT-Elektrode 6 in dieser Reihenfolge auf dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert, wie in einer in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform, doch kann ein Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit, der als das Element mit hoher Schallgeschwindigkeit fungiert, auf ein Trägersubstrat 2 laminiert sein. Als das Trägersubstrat 2 können in diesem Fall zweckmäßige Materialien, wie zum Beispiel Silizium, Aluminiumoxid, piezoelektrische Materialien, einschließlich Lithiumtantalat, Lithiumniobat und Quarz, verschiedene Keramikwerkstoffe, wie zum Beispiel Zirkonoxid, und dielektrische Materialien, wie zum Beispiel Glas, verwendet werden.

Da die Filmdicke eines piezoelektrischen Films 5 auf mehr als 1,5 λ und auf maximal 3,5 λ eingestellt wird, ist auch in der zweiten Ausführungsform, wie im Fall der ersten Ausführungsform, der Gütefaktor hoch, und eine Variation der Eigenschaften, die durch die Variation der Filmdicke des piezoelektrischen Films 5 bewirkt wird, kann reduziert werden. Die hier benannten Erfinder haben bestätigt, dass die Region, in der die Güteeigenschaft verbessert wird, die Region, in der der TCF verbessert wird, und die Region, in der die Frequenz in der ersten Ausführungsform stabilisiert wird, die gleichen sind wie die in der zweiten Ausführungsform. Darum werden die Ergebnisse der in den 2 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform ebenfalls als denen der zweiten Ausführungsform ähnlich angesehen.

In der zweiten Ausführungsform ist der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit dafür verantwortlich, eine Funktion des Einschließens einer Schallwelle zu erfüllen, und es wird nicht gestattet, dass eine Hauptvibrationsmode zu dem Trägersubstrat entweicht. Das heißt, solange das Trägersubstrat die Filmstruktur stützen kann, kann ein Material mit jeder beliebigen Schallgeschwindigkeit dafür verwendet werden. Das heißt, der Auswahlumfang für das Trägersubstrat kann erhöht werden.

Außerdem muss, obgleich in einigen Fällen eine Bondungsschicht verwendet wird, um die Schallwellenvorrichtung einer jeden der ersten und der zweiten Ausführungsform zu bilden, im Fall der ersten Ausführungsform die Bondungsschicht in der Region angeordnet werden, in der die Hauptmode angeregt wird. Darum kann dadurch eine Variation der Eigenschaften bewirkt werden. Andererseits kann die Bondungsschicht im Fall der zweiten Ausführungsform, wenn sie in dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit oder auf einer Trägersubstratseite angeordnet wird, an einer Position angeordnet werden, wohin die Hauptmode nicht reicht. Darum ist in der zweiten Ausführungsform das Auftreten einer Variation der Eigenschaften nicht wahrscheinlich.

Außerdem kann zwischen dem Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Trägersubstrat 2 ein dielektrischer Film angeordnet werden. Weil zum Beispiel ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit zwischen dem Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Trägersubstrat 2 angeordnet ist, können ohne Ändern der Hauptvibrationsmode unnötige Moden höherer Ordnung nur zur Trägersubstratseite extrahiert werden. Darum können in der zweiten Ausführungsform Moden höherer Ordnung auf einfache Weise unterdrückt werden.

Außerdem hat der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit eine Funktion, eine Oberflächenschallwelle in dem piezoelektrischen Film 5 und dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit einzuschließen, und der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit hat bevorzugt eine größere Filmdicke. Wie in 6 gezeigt, kann, da die Filmdicke eines Films mit hoher Schallgeschwindigkeit, der aus einem AIN-Film besteht, auf mindestens 0,3 λ eingestellt wird, der Grad der Energiekonzentration an einem Resonanzpunkt auf 100 % eingestellt werden, und wenn die oben beschriebene Filmdicke auf mindestens 0,5 λ eingestellt wird, so kann der Grad der Energiekonzentration an einem Anti-Resonanzpunkt ebenfalls auf 100 % eingestellt werden, so dass eine noch höhere Leistung der Vorrichtung erhalten werden kann.

An mindestens einer Grenze zwischen dem piezoelektrischen Film, dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit, dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Trägersubstrat kann mindestens eine Schicht ausgebildet werden, die aus einer Klebstoffschicht, einer Unterschicht, einer Schicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit und einer Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit ausgewählt ist.

Ferner wird in der zweiten Ausführungsform ein dielektrischer Film 9 so laminiert, dass er eine IDT-Elektrode 6 bedeckt. Als dieser dielektrische Film 9 kann zum Beispiel SiO2 oder SiN verwendet werden. SiO2 wird bevorzugt verwendet, und in diesem Fall kann der absolute Wert des Temperaturkoeffizienten der Frequenz TCF weiter verringert werden. Außerdem kann auch in der ersten Ausführungsform der dielektrische Film 9 bereitgestellt werden.

Wie oben beschrieben, gibt es ein Verfahren, in dem die Bondungsschicht verwendet wird, um die Schallwellenvorrichtung gemäß einer jeden der ersten und der zweiten Ausführungsform zu bilden. Die Struktur, die die Bondungsschicht, wie oben beschrieben, aufweist, wird unter Verwendung von Schallwellenvorrichtungen gemäß den folgenden dritten bis achten Ausführungsformen beispielhaft beschrieben.

7 ist eine schematische vordere Querschnittansicht der Schallwellenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform. In einer Schallwellenvorrichtung 11 der dritten Ausführungsform wird ein erster Siliziumoxidfilm 12 auf ein Trägersubstrat 2 laminiert. Auf den ersten Siliziumoxidfilm 12 wird ein Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert. Auf den Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit wird ein zweiter Siliziumoxidfilm, der als ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit fungiert, laminiert. Der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit hat die Struktur, in der eine Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit und eine Filmschicht 4b mit niedriger Schallgeschwindigkeit aneinander gebondet sind, während eine Bondungsschicht 13 dazwischen angeordnet ist. Auf den Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit wird ein piezoelektrischer Film 5 laminiert. Wie oben beschrieben, wird die Schallwellenvorrichtung 11 als der Schallwellenvorrichtung der zweiten Ausführungsform ähnlich angesehen, außer dass der erste Siliziumoxidfilm 12, der als eine Zwischenschicht fungiert, vorhanden ist, der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit die Filmschichten mit niedriger Schallgeschwindigkeit 4a und 4b enthält, und die Bondungsschicht 13 vorhanden ist.

In der Schallwellenvorrichtung 11, hat der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit bevorzugt eine größere Filmdicke, um eine Schallwelle an einem Abschnitt einzuschließen, an dem der piezoelektrischen Film 5 und der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit miteinander laminiert sind. Wenn also die Wellenlänge einer Oberflächenschallwelle durch λ repräsentiert wird, so beträgt die Filmdicke des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit bevorzugt mindestens 0,5-mal λ, und besonders bevorzugt mindestens 1,5-mal λ. Wie aus einem Herstellungsverfahren zu erkennen ist, das später noch beschrieben wird, ist die Bondungsschicht 13 in dieser Ausführungsform ein Abschnitt, der durch Metalldiffusionsbondung gebildet wird und aus einem Ti-Oxid besteht.

Außerdem kann neben Ti auch ein anderes Metall verwendet werden. Als das oben beschriebene Metall kann zum Beispiel AI genannt werden. Außerdem kann die Bondungsschicht 13 aus einem Metall wie zum Beispiel Ti oder AI anstelle eines Metalloxids bestehen. Da überdies eine elektrische Isolierung erhalten werden kann, ist ein Metalloxid oder ein Metallnitrid bevorzugt. Insbesondere ein Oxid oder ein Nitrid von Ti bevorzugt, da diese eine hohe Bondungskraft aufweisen.

In der Schallwellenvorrichtung 11 dieser Ausführungsform kann der Gütefaktor erhöht werden, da der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf den Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert ist und der piezoelektrische Film 5 auf den Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert ist, wie es bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Schallwellenvorrichtung der Fall ist. Außerdem ist in dieser Ausführungsform, da die Bondungsschicht 13, die durch Metalldiffusion gebildet wird, in dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet ist, bei der Herstellung das Auftreten eines Verziehens auf einer Mutterwafer-Stufe nicht wahrscheinlich. Darum ist selbst in der schlussendlich zu erhaltenden Schallwellenvorrichtung 11 ein Auftreten eines Verziehens des piezoelektrischen Films 5 und dergleichen nicht wahrscheinlich. Darum ist eine Verschlechterung der Eigenschaften nicht wahrscheinlich. Außerdem ist zum Beispiel in einem Wafertransportschritt bei der Herstellung und beim Transport fertiger Produkte eine Rissbildung in dem piezoelektrischen Film 5, dem Trägersubstrat 2 und dergleichen unwahrscheinlich. Der Grund dafür wird anhand einer Erläuterung des folgenden Herstellungsverfahrens ausführlicher beschrieben.

Bei der Herstellung der Schallwellenvorrichtung 11 werden der erste Siliziumoxidfilm 12 und der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit auf das Trägersubstrat 2 laminiert. Anschließend wird, um den Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit zu bilden, der zweite Siliziumoxidfilm auf den Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert, um ein erstes Laminat zu erhalten. Durch einen separaten Prozess wird ein zweites Laminat hergestellt, in dem eine IDT-Elektrode auf einer Fläche des piezoelektrischen Films ausgebildet wird und ein Siliziumoxidfilm auf einer Fläche ihr gegenüber ausgebildet wird.

Außerdem werden auf der Oberfläche des Siliziumoxidfilms des ersten Laminats und der Oberfläche des Siliziumoxidfilms des zweiten Laminats jeweils Ti-Schichten laminiert. Als Nächstes werden die Ti-Schichten des ersten und des zweiten Laminats in Kontakt miteinander gebracht und werden dann durch Erwärmen miteinander verbondet. In diesem Fall werden Ti-Metalle der so gebondeten zwei Schichten miteinander diffundiert. Infolge dessen entsteht durch Metalldiffusionsbondung die Bondungsschicht 13. Außerdem wird der Ti-Schicht Sauerstoff von einer Siliziumoxidfilmseite zugeführt. Darum ist diese Bondungsschicht 13 aus einem Ti-Oxid zu bilden. Dementsprechend wird nicht nur ein ausreichender elektrischer Widerstand erhalten, sondern auch das erste Laminat und das zweite Laminat werden fest miteinander verbondet.

Das so erhaltene Laminat wird in einzelne Einheiten von Schallwellenvorrichtungen 11 geschnitten. Infolge dessen können die Schallwellenvorrichtungen 11 erhalten werden.

In dieser Ausführungsform ist ein Verziehen auf der Stufe, auf der das Laminat erhalten wird, welches das erste Laminat und das daran gebondete zweite Laminat enthält, unwahrscheinlich, da sich die oben beschriebene Bondungsschicht 13 in dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit befindet.

Die hier benannten Erfinder haben festgestellt, dass, wenn die in Patentdokument 1 beschriebene Schallwellenvorrichtung durch Bondung mittels Metalldiffusionsbondung erhalten wird, in einem Laminat, das ein erstes und ein zweites Laminat enthält, die miteinander verbondet sind, das Verziehen in dem piezoelektrischen Film stattfand. Außerdem wurde in einigen Fällen in der Schallwellenvorrichtung, die durch Schneiden des verzogenen Laminats erhalten wurde, eine Welligkeit im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften, wie zum Beispiel Resonanzeigenschaften, generiert. Andererseits kann nach dem Ausführen der Bondung zum Beispiel durch Pressformung unter Erwärmungsbedingungen das Verziehen überwunden werden. Jedoch konnte selbst dann, wenn eine Verarbeitung ausgeführt wurde, um das Verziehen zu überwinden, eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften nicht rückgängig gemacht werden. Darum wird angenommen, dass durch das Verziehen Mikrorisse und dergleichen in dem piezoelektrischen Film entstehen.

Durch weitere intensive Forschung, die durch die hier benannten Erfinder bezüglich des Verziehens ausgeführt wurde, wurde festgestellt, dass, wenn die Strukturen des ersten und des zweiten Laminats so gewählt wurden, dass die Bondungsschicht 13 in dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet wurde, wie im Fall dieser Ausführungsform, das oben beschriebene Verziehen effektiv unterdrückt werden konnte.

Gemäß Patentdokument 1 wurden eine Laminatstruktur, die aus dem piezoelektrischen Film, dem Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit gebildet ist, und eine Laminatstruktur, die aus einer Mediumschicht und dem Trägersubstrat besteht, miteinander verbondet. Darum wurde eine große Filmspannung an den piezoelektrischen Film angelegt, der noch nicht gebondet war. Dementsprechend musste auf der Laminatstufe, auf der das erste und das zweite Laminat miteinander verbondet wurden, ein relativ starkes Verziehen in dem piezoelektrischen Film auftreten.

Andererseits wird in dieser Ausführungsform keine große Filmspannung an den piezoelektrischen Film angelegt, da das zweite Laminat nur durch Laminieren des Siliziumoxidfilms auf den piezoelektrischen Film gebildet wird. Darum ist selbst in dem durch Bondung erhaltenen Laminat die auf den piezoelektrischen Film 5 wirkende Spannung klein, und darum ist das Auftreten eines Verziehens unwahrscheinlich. Dementsprechend ist im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Fall das Auftreten einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unwahrscheinlich. Außerdem ist auch das Auftreten von Rissen unwahrscheinlich. Diese Punkte werden mit Bezug auf bestimmte experimentelle Beispiele beschrieben.

Als die Schallwellenvorrichtung 11 wurde ein Schallwellenresonator vom Ein-Port-Typ gebildet. Außerdem wurde die Anzahl der Paare von Elektrodenfingern einer IDT-Elektrode auf 100 Paare eingestellt, die Überschneidungsbreite zwischen den Elektrodenfingern wurde auf 20 λ eingestellt, und die durch den Mittenabstand zwischen den Elektrodenfingern bestimmte Wellenlänge wurde auf 2,0 µm eingestellt. Für einen Reflektor wurde die Anzahl der Elektrodenfinger auf 20 eingestellt. Die IDT-Elektrode 6 und die Reflektoren wurden jeweils aus einem Metall gebildet, das AI enthält, und ihre Dicke wurde auf 160 nm eingestellt.

In 8 sind Resonanzeigenschaften eines Beispiels der oben beschriebenen dritten Ausführungsform durch eine durchgezogene Linie gezeigt. Zusätzlich wurde zum Vergleich eine Schallwellenvorrichtung in einer ähnlichen Weise wie in dem Beispiel der oben beschriebenen Ausführungsform gebildet, außer dass die Bondungsschicht 13 in dem ersten Siliziumoxidfilm 12 vorhanden war. Die Resonanzeigenschaften der Schallwellenvorrichtung dieses verwandten Beispiels sind in 8 durch eine Strichlinie gezeigt. Wie aus 8 zu erkennen ist, wird in dem verwandten Beispiel eine Welligkeit zwischen dem Resonanzpunkt und dem Anti-Resonanzpunkt generiert. Andererseits wird gemäß dem Beispiel festgestellt, dass zwischen dem Resonanzpunkt und dem Anti-Resonanzpunkt die oben beschriebene Welligkeit nicht generiert wird. Außerdem wird ebenfalls festgestellt, dass die Wellenform am Resonanzpunkt im Vergleich zu der des verwandten Beispiels scharf ist und dass das Spitze-Tal-Verhältnis der Impedanzkennlinie ebenfalls vergrößert wird.

Wie oben beschrieben, wird als der Grund, warum die Resonanzeigenschaften des Beispiels im Vergleich zu denen des verwandten Beispiels verbessert werden, angenommen, dass keine Mikrorisse aufgrund des oben beschriebenen Verziehens auftreten.

9 ist eine schematische vordere Querschnittansicht der Schallwellenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In einer Schallwellenvorrichtung 21 der vierten Ausführungsform sind ein erster Siliziumoxidfilm 12, ein Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit, ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, ein piezoelektrischer Film 5 und eine IDT-Elektrode 6 auf ein Trägersubstrat 2 laminiert. In der Schallwellenvorrichtung 21 der vierten Ausführungsform ist eine Bondungsschicht 13 in dem Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit vorhanden. Das heißt, der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält Filmschichten 3A1 und 3A2 mit hoher Schallgeschwindigkeit, und zwischen dem Filmschicht 3A1 mit hoher Schallgeschwindigkeit und der Filmschicht 3A2 mit hoher Schallgeschwindigkeit ist die Bondungsschicht 13 ausgebildet.

Ferner kann in dieser Ausführungsform bei der Herstellung ein zweites Laminat hergestellt werden, in dem der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit und die Filmschicht mit hoher Schallgeschwindigkeit auf dem piezoelektrischen Film angeordnet sind. Darum ist in dem piezoelektrischen Film das Auftreten eines Verziehens nicht wahrscheinlich. Dementsprechend ist, wie im Fall der ersten Ausführungsform, das Auftreten einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften in der Schallwellenvorrichtung 21 ebenfalls nicht wahrscheinlich. Außerdem ist das Auftreten von Rissen auf einer Waferstufe und in dem piezoelektrischen Film der Schallwellenvorrichtung 21, die auf einer abschließenden Stufe erhalten wird, unwahrscheinlich.

10 ist eine schematische vordere Querschnittansicht der Schallwellenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In einer Schallwellenvorrichtung 31 der fünften Ausführungsform werden ein erster Siliziumoxidfilm 12, ein Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit, ein zweiter Siliziumoxidfilm 4B, ein Bondungsschicht 13, ein dritter Siliziumoxidfilm 4A, ein piezoelektrischer Film 5 und eine IDT-Elektrode 6 in dieser Reihenfolge auf ein Trägersubstrat 2 laminiert. In diesem Fall sind der zweite Siliziumoxidfilm 4B und der dritte Siliziumoxidfilm 4Ajeweils ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit. In dieser Ausführungsform ist die Bondungsschicht 13 an der Grenzfläche zwischen dem zweiten Siliziumoxidfilm 4B und dem dritten Siliziumoxidfilm 4A angeordnet, die jeweils als ein Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit fungieren.

Auch in dieser Ausführungsform kann bei der Herstellung ein zweites Laminat hergestellt werden, in dem der dritte Siliziumoxidfilm 4A auf dem piezoelektrischen Film angeordnet ist. Darum ist in dem piezoelektrischen Film das Auftreten eines Verziehens unwahrscheinlich. Dementsprechend ist auch in der Schallwellenvorrichtung 31 das Auftreten einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unwahrscheinlich. Außerdem ist das Auftreten von Rissen auf einer Waferstufe und in dem piezoelektrischen Film der Schallwellenvorrichtung 31, die auf einer abschließenden Stufe erhalten wird, unwahrscheinlich.

11 ist eine schematische vordere Querschnittansicht der Schallwellenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In einer Schallwellenvorrichtung 41 der sechsten Ausführungsform werden ein erster Siliziumoxidfilm 12, ein Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit, ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, ein piezoelektrischer Film 5 und eine IDT-Elektrode 6 auf ein Trägersubstrat 2 laminiert. Eine Bondungsschicht 13 wird an der Grenzfläche zwischen dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film 5 angeordnet.

Auch in dieser Ausführungsform kann bei der Herstellung ein zweites Laminat hergestellt werden, in dem die IDT-Elektrode auf den piezoelektrischen Film laminiert ist. Darum ist in dem piezoelektrischen Film das Auftreten eines Verziehens unwahrscheinlich. Dementsprechend ist auch in der Schallwellenvorrichtung 41 das Auftreten einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unwahrscheinlich. Außerdem ist das Auftreten von Rissen auf einer Waferstufe oder in dem piezoelektrischen Film der Schallwellenvorrichtung 41, die auf einer abschließenden Stufe erhalten wird, unwahrscheinlich.

Wie in den Schallwellenvorrichtungen der dritten bis sechsten Ausführungsformen gezeigt, kann die Bondungsschicht 13 an einer beliebigen Stelle von dem Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit bis zu der Grenzfläche zwischen dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film 5 angeordnet werden.

12 ist eine schematische vordere Querschnittansicht der Schallwellenvorrichtung gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In einer Schallwellenvorrichtung 51 wird ein Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf ein Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert. Ein piezoelektrischer Film 5 wird auf den Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit laminiert. Eine IDT-Elektrode 6 wird auf dem piezoelektrischen Film 5 ausgebildet. Obgleich in der Figur nicht ausdrücklich gezeigt, werden Reflektoren auf zwei Seiten der IDT-Elektrode 6 in einer Schallwellenausbreitungsrichtung angeordnet, und so wird ein Schallwellenresonator vom Ein-Port-Typ gebildet.

Eine Bondungsschicht 13 wird in dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit, der aus Siliziumoxid besteht, angeordnet. Das heißt, die Bondungsschicht 13 wird an der Grenzfläche zwischen einer ersten Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit und einer zweiten Filmschicht 4b mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet. Darum kann bei der Herstellung ein zweites Laminat hergestellt werden, in dem die IDT-Elektrode 6 und die erste Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf dem piezoelektrischen Film 5 laminiert sind. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass in dem zweiten Laminat eine große Filmspannung auf den piezoelektrischen Film 5 wirkt. Darum ist das Auftreten eines Verziehens in dem piezoelektrischen Film unwahrscheinlich.

Bei der Herstellung wird eine Metallschicht, wie zum Beispiel Ti oder AI, auf einer frei liegenden Oberfläche der Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit des oben beschriebenen zweiten Laminats ausgebildet. Anschließend wird ein erstes Laminat hergestellt, in dem eine Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit auf ein Mutterträgersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert wird. Eine Metallschicht aus Ti oder dergleichen wird auf der Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit dieses ersten Laminats ausgebildet. Anschließend werden die Metallschichten des ersten Laminats und des zweiten Laminats in Kontakt miteinander gebracht und werden dann durch Erwärmen miteinander verbondet. Wie oben beschrieben, kann wie im Fall der Schallwellenvorrichtung 11 der dritten Ausführungsform die Bondungsschicht 13 gebildet werden.

Als Nächstes wird das so erhaltene Laminat geschnitten, so dass einzelne Schallwellenvorrichtungen 51 erhalten werden können.

Auch in dieser Ausführungsform ist, da die Bondungsschicht 13 an der oben beschriebenen Position angeordnet wird, bei der Herstellung das Auftreten eines Verziehens auf der Stufe des piezoelektrischen Films unwahrscheinlich. Darum ist das Auftreten einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unwahrscheinlich. Außerdem ist das Auftreten von Rissen und/oder Mikrorissen in dem piezoelektrischen Film 5 auf einer zweiten Laminatstufe oder während des Transports von Endprodukten unwahrscheinlich.

13 ist eine schematische vordere Querschnittansicht der Schallwellenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Schallwellenvorrichtung 61 wird eine Bondungsschicht 13 an der Grenzfläche zwischen einem piezoelektrischen Film 5 und einem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet. Die anderen Punkte der Schallwellenvorrichtung 61 sind die gleichen wie die der Schallwellenvorrichtung 51.

Auch in der Schallwellenvorrichtung 61 wird die Bondungsschicht 13 an einer Position nahe einer Seite des piezoelektrischen Films 5 angeordnet. Darum ist auf einer zweiten Laminatstufe vor dem Bonden das Auftreten eines Verziehens in dem piezoelektrischen Film 5 unwahrscheinlich. Dementsprechend ist wie im Fall der Schallwellenvorrichtung 51 der siebenten Ausführungsform das Auftreten einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unwahrscheinlich. Da überdies das Auftreten eines Verziehens des piezoelektrischen Films 5 in einem Herstellungsprozess unwahrscheinlich ist, ist das Auftreten von Rissen und/oder Mikrorissen ebenfalls unwahrscheinlich. Da überdies das Auftreten eines Verziehens in dem piezoelektrischen Film 5 zum Beispiel auch während des Transports von Endprodukten unwahrscheinlich ist, ist das Auftreten von Rissen und/oder Mikrorissen unwahrscheinlich.

Auch in der Struktur, die das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit verwendet, kann, wie im Fall einer jeden der Schallwellenvorrichtungen 51 und 61, eine weitere Zwischenschicht zwischen dem Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet werden. Das heißt, der Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit kann indirekt auf ein Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit laminiert werden. Das heißt, in jedem Fall kann in der Struktur, die das Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit verwendet, die Bondungsschicht 13 in dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit oder an der Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Film 5 und dem Film 4 mit niedriger Schallgeschwindigkeit angeordnet sein.

Als Nächstes wird unten die Beziehung zwischen der Filmdicke des Films mit niedriger Schallgeschwindigkeit und dem Gütefaktor beschrieben.

In der Schallwellenvorrichtung 51 gemäß der in 12 gezeigten siebenten Ausführungsform wurde die Filmdicke der ersten Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit geändert, und verschiedene Schallwellenvorrichtungen wurden gebildet. Genauer gesagt, wurde ein Trägersubstrat 3 mit hoher Schallgeschwindigkeit verwendet, das aus Si besteht. Als die zweite Filmschicht 4b mit niedriger Schallgeschwindigkeit wurde ein SiO2-Film verwendet, der eine Dicke von 55 nm aufweist. Als die Bondungsschicht 13 wurde ein Ti-Film verwendet, und seine Dicke wurde auf 0,5 nm eingestellt. Als der piezoelektrische Film 5 wurde ein LiTaO3-Film verwendet, der eine Dicke von 600 nm aufweist. Eine durch den Elektrodenfinger-Mittenabstand der IDT-Elektrode bestimmte Wellenlänge λ wurde auf 2 µm eingestellt. Die erste Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit in Kontakt mit dem piezoelektrischen Film 5 wurde unter Verwendung von SiO2 als Siliziumoxid ausgebildet, und seine Filmdicke wurde geändert.

In 14 ist die Beziehung zwischen dem Gütefaktor und der Filmdicke des SiO2-Films, der als die erste Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit fungiert, gezeigt.

Es wird festgestellt, dass in dem Maße, wie die Filmdicke des SiO2-Films, der als die erste Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit fungiert, vergrößert wird, der Gütefaktor erhöht wird. Wenn die Filmdicke des SiO2-Films mindestens 240 nm beträgt, das heißt mindestens 0,12 λ beträgt, so kann ein hoher Gütefaktor von mehr als 1.000 erhalten werden. Wenn die Filmdicke des SiO2-Films mindestens 440 nm beträgt, das heißt mindestens 0,22 λ beträgt, so wird die Änderung des Gütefaktors verringert, und der Gütefaktor wird ungefähr konstant. Darum wird festgestellt, dass, wenn die Filmdicke des SiO2-Films auf mindestens 0,22 λ eingestellt wird, der Gütefaktor ungefähr konstant werden kann, und außerdem kann seine Variation reduziert werden. Wie oben beschrieben, wird, wenn die Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit in Kontakt mit dem piezoelektrischen Film 5 aus Siliziumoxid besteht, die Filmdicke des SiO2-Films bevorzugt auf mindestens 0,12 λ eingestellt. Außerdem wird die Filmdicke der SiO2-Film besonders bevorzugt auf mindestens 0,22 λ eingestellt.

Außerdem wird die Filmdicke des SiO2-Films, der als die erste Filmschicht 4a mit niedriger Schallgeschwindigkeit fungiert, bevorzugt auf maximal 2 λ eingestellt. Dementsprechend kann die Filmspannung reduziert werden.

Als Nächstes wird die Beziehung zwischen dem Gütefaktor und der Filmdicke einer Ti-Schicht, die als die Bondungsschicht fungiert, beschrieben.

Die Schallwellenvorrichtung 31 der in 10 gezeigten fünften Ausführungsform wurde durch Ändern der Filmdicke der Ti-Schicht, die als die Bondungsschicht 13 fungiert, gebildet. Genauer gesagt, wurde der Film 3A mit hoher Schallgeschwindigkeit aus Si gebildet. Die Bondungsschicht 13 wurde aus einer Ti-Schicht und einer Ti-Oxidschicht gebildet. Die Bondungsschicht 13 wurde so ausgebildet, dass sich die Ti-Oxidschicht auf einer Seite des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 3A befindet, und die Ti-Schicht wurde auf einer Seite des piezoelektrischen Films 5 angeordnet. Die Dicke der Ti-Oxid Schicht wurde auf 50 nm eingestellt. Der Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit wurde aus SiO2 gebildet, und seine Dicke wurde auf 700 nm eingestellt. Der piezoelektrische Film 5 wurde aus LiTaO3 gebildet, und seine Dicke wurde auf 600 nm eingestellt. Eine Wellenlänge λ einer Oberflächenschallwelle als eine Schallwelle, die durch die Schallwellenvorrichtung 31 verwendet werden soll, wurde auf 2 µm eingestellt.

15 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen dem Gütefaktor und der Filmdicke der Ti-Schicht, die als die Bondungsschicht fungiert, zeigt.

Es wird festgestellt, dass in dem Maße, wie die Filmdicke der Ti-Schicht der Bondungsschicht verkleinert wird, der Gütefaktor erhöht wird. Insbesondere kann, wenn die Filmdicke der Ti-Schicht maximal 2,0 nm beträgt, das heißt maximal 1×10-3 λ beträgt, ein hoher Gütefaktor von mehr als 1.000 erhalten werden. Wenn die Filmdicke der Ti-Schicht maximal 1,2 nm beträgt, das heißt maximal 0,6×10-3 λ beträgt, so wird die Änderung des Gütefaktors verringert, und der Gütefaktor wird ungefähr konstant. Darum wird festgestellt, dass, wenn die Filmdicke der Ti-Schicht der Bondungsschicht auf maximal 1,2 nm oder maximal 0,6×10-3 λ eingestellt wird, der Gütefaktor ungefähr konstant werden kann, und außerdem kann auch seine Variation reduziert werden. Wie oben beschrieben, wird die Filmdicke der Ti-Schicht bevorzugt auf maximal 2,0 nm eingestellt, und die Filmdicke der Ti-Schicht wird besonders bevorzugt auf maximal 1,2 nm eingestellt.

Außerdem wird die Filmdicke der Ti-Schicht bevorzugt auf mindestens 0,4 nm eingestellt. Dementsprechend können das erste Laminat und das zweite Laminat bevorzugt miteinander verbondet werden.

16 ist ein Schaubild einer Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130. Außerdem sind in diesem Schaubild verschiedene Bestandteile (Antennenelement 102, eine HF-Signalverarbeitungsschaltung (RFIC) 103 und eine Basisbandsignalverarbeitungsschaltung (BBIC) 104), die mit der Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130 verbunden werden sollen, ebenfalls gemeinsam in dem Schaubild gezeigt. Die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130, die HF-Signalverarbeitungsschaltung 103 und die Basisbandsignalverarbeitungsschaltung 104 bilden eine Kommunikationsvorrichtung 140. Außerdem kann die Kommunikationsvorrichtung 140 ferner eine Stromquelle, eine CPU und eine Anzeige enthalten.

Die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130 enthält einen antennenseitigen Schalter 125, einen Quadplexer 101, einen empfangsseitigen Schalter 113, einen sendeseitigen Schalter 123, eine rauscharme Verstärkerschaltung 114 und eine Leistungsverstärkerschaltung 124. Außerdem kann die Schallwellenvorrichtung 1 der Quadplexer 101 sein oder kann mindestens einer der Filter 111, 112, 121 und 122 sein.

Der empfangsseitige Schalter 113 ist ein Schalterstromkreis, der zwei selektive Anschlüsse aufweist, die separat mit einem separaten Anschluss 111A und einem separaten Anschluss 121A, von denen jeder ein Empfangsanschluss des Quadplexers 101 ist, und einem gemeinsamen Anschluss, der mit der rauscharmen Verstärkerschaltung 114 verbunden ist, verbunden sind.

Der sendeseitige Schalter 123 ist ein Schalterstromkreis, der zwei selektive Anschlüsse aufweist, die separat mit einem separaten Anschluss 112A und einem separaten Anschluss 122A, von denen jeder ein Sendeanschluss des Quadplexers 101 ist, und einem gemeinsamen Anschluss, der mit der Leistungsverstärkerschaltung 124 verbunden ist, verbunden sind.

Gemäß Steuersignalen von einem (nicht gezeigten) Steuerungsabschnitt verbinden der empfangsseitige Schalter 113 und der sendeseitige Schalter 123 jeweils den gemeinsamen Anschluss mit einem Signalpfad, der einem zuvor festgelegten Band entspricht, und werden jeweils zum Beispiel durch einen SPDT (Single Pole Double Throw)-Schalter gebildet. Außerdem ist die Anzahl der selektiven Anschlüsse, die mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden werden sollen, nicht auf einen beschränkt und kann mindestens zwei sein. Das heißt, die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130 kann auf eine Trägeraggregation angewendet werden.

Die rauscharme Verstärkerschaltung 114 ist eine Empfangsverstärkerschaltung, die ein Hochfrequenzsignal verstärkt (in diesem Fall ein Hochfrequenzempfangssignal), das durch das Antennenelement 102, den Quadplexer 101 und den empfangsseitigen Schalter 113 verläuft, und die das so verstärkte Signal an die HF-Signalverarbeitungsschaltung 103 ausgibt.

Die Leistungsverstärkerschaltung 124 ist eine Sendeverstärkerschaltung, die ein Hochfrequenzsignal verstärkt (in diesem Fall ein Hochfrequenzsendesignal), das von der HF-Signalverarbeitungsschaltung 103 ausgegeben wird, und die das so verstärkte Signal an das Antennenelement 102 durch den sendeseitigen Schalter 123 und den Quadplexer 101 ausgibt.

Die HF-Signalverarbeitungsschaltung 103 führt durch einen Abwärtskonverter oder dergleichen eine Signalverarbeitung eines Hochfrequenzempfangssignals aus, das von dem Antennenelement 102 über einen Empfangssignalpfad eingespeist wurde, und gibt das durch die Signalverarbeitung generierte Empfangssignal an die Basisbandsignalverarbeitungsschaltung 104 aus. Außerdem führt die HF-Signalverarbeitungsschaltung 103 durch einen Aufwärtskonverter oder dergleichen eine Signalverarbeitung eines Sendesignals aus, das von der Basisbandsignalverarbeitungsschaltung 104 eingespeist wurde, und gibt ein durch die Signalverarbeitung generiertes Hochfrequenzsendesignal an die Leistungsverstärkerschaltung 124 aus. Die HF-Signalverarbeitungsschaltung 103 ist zum Beispiel ein RFIC. Das durch die Basisbandsignalverarbeitungsschaltung 104 verarbeitete Signal wird zum Beispiel als ein Bildsignal für eine Bildanzeige oder als ein Tonsignal für ein Telefonat verwendet. Außerdem kann die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130 auch zwischen den oben beschriebenen Bestandteilen mindestens ein anderes Element enthalten.

Gemäß der Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130 und der Kommunikationsvorrichtung 140, die auf diese Weise gebildet wurden, können Welligkeiten in einem Durchlassband unterdrückt werden, da der oben beschriebene Quadplexer 101 enthalten ist.

Außerdem kann in der Hochfrequenz-Frontend-Schaltung 130, anstelle des Quadplexers 101, ein Quadplexer gemäß einem modifizierten Beispiel des Quadplexers 101 enthalten sein.

(Andere Ausführungsformen)

Zwar sind bisher die Schallwellenvorrichtung, die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung und die Kommunikationsvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Ausführungsformen und ihre modifizierten Beispiele beschreiben worden, doch sind auch eine andere Ausführungsform, die unter Verwendung beliebiger Bestandteile der obigen Ausführungsformen und ihrer modifizierten Beispiele in Kombination realisiert wird, ein modifiziertes Beispiel, das durch Vornehmen verschiedener Modifizierungen der Ausführungsformen erhalten wird, die durch einen Fachmann ersonnen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und verschiedene Vorrichtungen, die die Hochfrequenz-Frontend-Schaltung und die Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten, in der vorliegenden Erfindung enthalten.

Zum Beispiel können in der obigen Beschreibung zwar ein Quadplexer oder ein Filter als die Schallwellenvorrichtung verwendet werden, doch können in der vorliegenden Erfindung neben dem Quadplexer zum Beispiel auch ein Triplexer, bei dem ein Antennenanschluss gemeinsam für drei Filter verwendet wird, oder ein Multiplexer, wie zum Beispiel ein Hexaplexer, bei dem ein Antennenanschluss gemeinsam für sechs Filter verwendet wird, verwendet werden. Der Multiplexer kann mindestens zwei Filter enthalten.

Ferner ist der Multiplexer nicht auf die Struktur beschränkt, bei der sowohl ein Sendefilter als auch ein Empfangsfilter vorhanden sind, und kann auch die Struktur haben, bei der nur ein Sendefilter oder nur ein Empfangsfilter vorhanden ist.

Die vorliegende Erfindung kann weithin auf Kommunikationsvorrichtungen, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon, als ein Filter, ein Multiplexer, der für ein Mehrbandsystem geeignet ist, eine Frontend-Schaltung und ein Kommunikationsgerät angewendet werden.

Bezugszeichenliste

1
Schallwellenvorrichtung
2
Trägersubstrat
3
Trägersubstrat mit hoher Schallgeschwindigkeit
3A
Film mit hoher Schallgeschwindigkeit
3A1, 3A2
Filmschicht mit hoher Schallgeschwindigkeit
4
Film mit niedriger Schallgeschwindigkeit
4a 4b
Filmschicht mit niedriger Schallgeschwindigkeit
4A
dritter Siliziumoxidfilm
4B
zweiter Siliziumoxidfilm
5
piezoelektrischer Film
6
IDT-Elektrode
7,8
Reflektor
9
dielektrischer Film
11, 21, 31 41, 51, 61
Schallwellenvorrichtung
12
erster Siliziumoxidfilm
13
Bondungsschicht
101
Quadplexer
102
Antennenelement
103
HF-Signalverarbeitungsschaltung
104
Basisbandsignalverarbeitungsschaltung
111, 112, 121, 122
Filter
111A, 112A, 121A, 122A
separater Anschluss
113
empfangsseitiger Schalter
114
rauscharme Verstärkerschaltung
123
sendeseitiger Schalter
124
Leistungsverstärkerschaltung
125
antennenseitiger Schalter
130
Hochfrequenz-Frontend-Schaltung
140
Kommunikationsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • WO 2012/086639 A1 [0004]