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特開2024-95689弾性波デバイスとその作製方法、及び無線周波数フィルタ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024095689
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】弾性波デバイスとその作製方法、及び無線周波数フィルタ
(51)【国際特許分類】
   H03H 9/25 20060101AFI20240703BHJP
   H03H 9/145 20060101ALI20240703BHJP
   H03H 9/64 20060101ALI20240703BHJP
   H03H 9/72 20060101ALI20240703BHJP
   H03H 3/08 20060101ALI20240703BHJP
【FI】
H03H9/25 C
H03H9/145 C
H03H9/64 Z
H03H9/72
H03H3/08
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024043499
(22)【出願日】2024-03-19
(62)【分割の表示】P 2021520613の分割
【原出願日】2019-10-15
(31)【優先権主張番号】62/746,512
(32)【優先日】2018-10-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100111235
【弁理士】
【氏名又は名称】原 裕子
(74)【代理人】
【識別番号】100170575
【弁理士】
【氏名又は名称】森 太士
(74)【代理人】
【識別番号】100195257
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 一志
(72)【発明者】
【氏名】門田 道雄
(72)【発明者】
【氏名】田中 秀治
(72)【発明者】
【氏名】石井 好美
【テーマコード(参考)】
5J097
【Fターム(参考)】
5J097AA13
5J097BB11
5J097FF01
5J097GG02
5J097GG03
5J097GG04
5J097HA01
5J097KK03
5J097KK06
(57)【要約】      (修正有)
【課題】弾性表面波(SAW)デバイスのような弾性波デバイスを提供する。
【解決手段】弾性波デバイスは、第1表面113aを有する水晶基板112と、LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板104とを含み、当該圧電板104は、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面103aと、水晶基板112の第1表面113aに係合する第2表面103bとを有する。圧電板104の第2表面103bは、当該圧電板104の結晶構造配向に起因するマイナス表面である。弾性波デバイスはさらに、圧電板104の第1表面103a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んでよく、弾性表面波に関連付けられるトランスデューサ機能を与える。
【選択図】図6Aー6D
【特許請求の範囲】
【請求項1】
弾性波デバイスであって、
第1表面を含む水晶基板と、
LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板であって、弾性表面波をサポートす
るべく構成される第1表面と、前記水晶基板の第1表面に係合する第2表面とを含む圧電
板と、
前記圧電板の第1表面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、
前記第2表面は、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス(-)表面であり、
前記インターディジタルトランスデューサ電極は、前記弾性表面波に関連付けられるトラ
ンスデューサ機能を与えるように構成される、弾性波デバイス。
【請求項2】
前記圧電板の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含む、
請求項1の弾性波デバイス。
【請求項3】
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面である、
請求項2の弾性波デバイス。
【請求項4】
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,90°<θ<270°,ψ)を含み、角
度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲に
ある値を有する、請求項3の弾性波デバイス。
【請求項5】
角度φは0°の値を有する、請求項4の弾性波デバイス。
【請求項6】
角度ψは0°の値を有する、請求項4の弾性波デバイス。
【請求項7】
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である
、請求項2の弾性波デバイス。
【請求項8】
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含み、角
度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲に
ある値を有する、請求項7の弾性波デバイス。
【請求項9】
角度φは0°の値を有する、請求項8の弾性波デバイス。
【請求項10】
角度ψは0°の値を有する、請求項8の弾性波デバイス。
【請求項11】
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因する非分極表面である、
請求項2の弾性波デバイス。
【請求項12】
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,90°,ψ)又は(φ,-90°,ψ)
を含み、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180
°の範囲にある値を有する、請求項11の弾性波デバイス。
【請求項13】
角度φは90°の値を有し、角度ψは90°の値を有する、請求項12の弾性波デバイス
【請求項14】
前記圧電板はLiTaOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,10°~80°,0°)、(0°,100°~170
°,0°)、(0°,190°~260°,0°)又は(0°,280°~350°,0
°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項15】
前記圧電板はLiNbOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,5°~85°,0°)、(0°,95°~175°,
0°)、(0°,185°~265°,0°)又は(0°,275°~355°,0°)
を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項16】
前記圧電板はLiTaOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,5°~53°,90°)、(0°,127°~175
°,90°)、(0°,185°~233°,90°)又は(0°,307°~355°
,90°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項17】
前記圧電板はLiNbOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,0°~52°,90°)、(0°,126°~180
°,90°)、(0°,180°~232°,90°)又は(0°,306°~360°
,90°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項18】
前記圧電板はLiTaO又はLiNbOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,0°~360°,0°~60°)又は(0°,0°~
360°,120°~180°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項19】
前記圧電板はLiTaO又はLiNbOから形成され、前記水晶基板はオイラー角(
0°,0°~360°,0°~45°)又は(0°,0°~360°,135°~180
°)を含む、請求項18の弾性波デバイス。
【請求項20】
前記圧電板の第1表面に実装されて前記インターディジタルトランスデューサ電極の第1
側及び第2側に配置される第1反射器及び第2反射器をさらに含む、請求項1の弾性波デ
バイス。
【請求項21】
前記圧電板の厚さは0.04λから1.5λの範囲にあり、数量λは前記弾性表面波の波
長である、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項22】
前記圧電板の厚さは0.06λから1.0λの範囲にある、請求項21の弾性波デバイス
【請求項23】
弾性波デバイスを作製する方法であって、
第1表面を有する水晶基板を形成すること又は与えることと、
LiTaO又はLiNbOを有する圧電板を、弾性表面波をサポートするべく構成さ
れる第1表面と、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面となる第2表面とを
含むように形成すること又は与えることと、
前記圧電板を、前記圧電板のマイナス表面が前記水晶基板の第1表面に係合するように、
前記水晶基板に結合することと
を含む、方法。
【請求項24】
前記弾性表面波に関連付けられるトランスデューサ機能を与えるようにインターディジタ
ルトランスデューサ電極を前記圧電板の第1表面に形成することをさらに含む、請求項2
3の方法。
【請求項25】
前記圧電板の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含む、
請求項23の方法。
【請求項26】
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面、マイナ
ス表面又は非分極表面である、請求項25の方法。
【請求項27】
前記水晶基板の第1表面はプラス表面であり、
前記水晶基板はオイラー角(φ,90°<θ<270°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ
<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する
、請求項26の方法。
【請求項28】
前記水晶基板の第1表面はマイナス表面であり、
前記水晶基板はオイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ
<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する
、請求項26の方法。
【請求項29】
前記水晶基板の第1表面は非分極表面であり、
前記水晶基板はオイラー角(φ,90°,ψ)又は(φ,-90°,ψ)を含み、角度φ
は0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある
値を有する、請求項26の方法。
【請求項30】
前記圧電板を形成すること又は与えることは、前記圧電板を前記水晶基板に結合した後に
前記圧電板を形成することを含む、請求項23の方法。
【請求項31】
前記圧電板を前記水晶基板に結合することと前記圧電板を形成することとは、厚い圧電層
を前記水晶基板に接合することと、それに引き続いて前記水晶基板に係合された前記圧電
板をもたらすべく前記厚い圧電層を薄くすることとを含む、請求項30の方法。
【請求項32】
前記厚い圧電層を薄くすることは研磨プロセスを含む、請求項31の方法。
【請求項33】
前記圧電板を形成すること又は与えることは、前記圧電板を前記水晶基板に結合する前に
前記圧電板を形成することを含む、請求項23の方法。
【請求項34】
前記圧電板を前記水晶基板に結合することと前記圧電板を形成することとは、厚い圧電層
をハンドリング基板に取り付けることと、それに引き続いて前記圧電板のマイナス表面を
形成するべく前記厚い圧電層を薄くすることと、それに引き続いて前記圧電板のマイナス
表面を前記水晶基板に接合することとを含む、請求項33の方法。
【請求項35】
前記圧電板を前記水晶基板に結合することと前記圧電板を形成することとはさらに、前記
圧電板の第1表面を露出させるべく前記ハンドリング基板を除去することを含む、請求項
34の方法。
【請求項36】
前記ハンドリング基板はシリコン基板を含む、請求項35の方法。
【請求項37】
前記厚い圧電層を前記ハンドリング基板に取り付けることは、前記厚い圧電層を前記ハン
ドリング基板に接合することを含む、請求項35の方法。
【請求項38】
前記厚い圧電層を薄くすることは、前記厚い圧電層が前記ハンドリング基板に取り付けら
れている間の研磨プロセスを含む、請求項35の方法。
【請求項39】
前記ハンドリング基板を除去することはエッチングプロセスを含む、請求項35の方法。
【請求項40】
無線周波数フィルタであって、
信号を受信する入力ノードと、
フィルタリングされた信号を与える出力ノードと、
前記フィルタリングされた信号を生成するべく前記入力ノードと前記出力ノードとの間に
電気的に存在するように実装される弾性波デバイスと
を含み、
前記弾性波デバイスは、第1表面を有する水晶基板と、LiTaO又はLiNbO
ら形成される圧電板とを含み、
前記圧電板は、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、前記水晶基板の第
1表面に係合する第2表面とを有し、
前記第2表面は、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である、無線周波数
フィルタ。
【請求項41】
前記圧電板の第1表面に形成される第1インターディジタルトランスデューサ電極及び第
2インターディジタルトランスデューサ電極をさらに含み、
前記第1インターディジタルトランスデューサ電極は前記入力ノードに電気的に接続され
、前記第2インターディジタルトランスデューサ電極は前記出力ノードに電気的に接続さ
れる、請求項40の無線周波数フィルタ。
【請求項42】
無線周波数モジュールであって、
複数のコンポーネントを受容するべく構成されたパッケージ基板と、
前記パッケージング基板に実装されて信号の送信及び受信の一方又は双方をサポートする
べく構成される無線周波数回路と、
前記信号の少なくとも一部にフィルタリングを与えるべく構成される無線周波数フィルタ

を含み、
前記無線周波数フィルタは、第1表面を有する水晶基板と、LiTaO又はLiNbO
から形成される圧電板とを有する弾性波デバイスを含み、
前記弾性波デバイスは、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、前記水晶
基板の第1表面に係合する第2表面とを有し、
前記第2表面は、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である、無線周波数
モジュール。
【請求項43】
無線デバイスであって、
送受信器と、
アンテナと、
前記送受信器と前記アンテナとの間に電気的に存在するように実装される無線システムと
を含み、
前記無線システムは、前記無線システムにフィルタリング機能を与えるべく構成されるフ
ィルタを含み、
前記フィルタは弾性波デバイスを含み、
前記弾性波デバイスは、第1表面を有する水晶基板と、LiTaO又はLiNbO
ら形成される圧電板とを有し、
前記圧電板は、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、前記水晶基板の第
1表面に係合する第2表面とを有し、
前記第2表面は、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である、無線デバイ
ス。
【請求項44】
弾性波デバイスを作製する方法であって、
圧電層の第1表面をハンドリング基板に取り付けることと、
前記ハンドリング基板に取り付けられた厚さが低減された圧電層の第2表面を露出させる
べく前記圧電層に薄化工程を行うことと、
前記厚さが低減された圧電層の第2表面を、恒久基板の第1表面に接合することと、
前記厚さが低減された圧電層から前記ハンドリング基板を除去することと
を含む、方法。
【請求項45】
前記厚さが低減された圧電層から前記ハンドリング基板を除去することにより、前記ハン
ドリング基板に取り付けられていた第1表面が露出され、
前記第1表面は弾性表面波をサポートするべく構成される、請求項44の方法。
【請求項46】
前記弾性表面波に関連付けられるトランスデューサ機能を与えるようにインターディジタ
ルトランスデューサ電極を前記厚さが低減された圧電層の第1表面に形成することをさら
に含む、請求項45の方法。
【請求項47】
前記弾性波デバイスと対応インターディジタルトランスデューサ電極とのアセンブリは、
ウェハとして実装される同様のアセンブリのアレイの一アセンブリである、請求項46の
方法。
【請求項48】
複数の弾性波デバイスを与えるべく前記ウェハを個片化することをさらに含む、請求項4
7の方法。
【請求項49】
前記ハンドリング基板はシリコン基板を含む、請求項44の方法。
【請求項50】
前記恒久基板は水晶基板を含む、請求項44の方法。
【請求項51】
前記圧電層は、前記厚さが低減された圧電層の第2表面がマイナス表面となる結晶構造配
向を有するLiTaO又はLiNbOから形成される、請求項44の方法。
【請求項52】
前記圧電板の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含む、
請求項51の方法。
【請求項53】
前記恒久基板の第1表面は、前記恒久基板の結晶構造配向に起因するプラス表面、マイナ
ス表面又は非分極表面である、請求項52の方法。
【請求項54】
前記恒久基板の第1表面はプラス表面であり、
前記恒久基板はオイラー角(φ,90°<θ<270°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ
<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する
、請求項53の方法。
【請求項55】
前記恒久基板の第1表面はマイナス表面であり、
前記恒久基板はオイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ
<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する
、請求項53の方法。
【請求項56】
前記恒久基板の第1表面は非分極表面であり、
前記恒久基板はオイラー角(φ,90°,ψ)又は(φ,-90°,ψ)を含み、角度φ
は0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある
値を有する、請求項53の方法。
【請求項57】
ウェハアセンブリであって、
第1表面及び第2表面を有する圧電層と、
前記圧電層の第1表面に取り付けられるハンドリング基板と、
前記圧電層の第2表面に取り付けられる恒久基板と
を含み、
前記ハンドリング基板は、前記圧電層が前記恒久基板に取り付けられている間に前記圧電
層の第1表面を露出させるべく除去可能となるように選択される、ウェハアセンブリ。
【請求項58】
前記ハンドリング基板はシリコン基板である、請求項57のウェハアセンブリ。
【請求項59】
前記恒久基板は水晶基板である、請求項57のウェハアセンブリ。
【請求項60】
前記圧電層は、第1表面が前記ハンドリングウェハに取り付けられるが前記恒久基板は存
在しない厚い圧電層への薄化工程に起因する厚さが低減された圧電層である、請求項57
のウェハアセンブリ。
【請求項61】
前記圧電層の第1表面が第1接合強度によって前記ハンドリング基板に接合され、前記圧
電層の第2表面が第2接合強度によって前記恒久基板に接合される、請求項60のウェハ
アセンブリ。
【請求項62】
前記圧電層と前記ハンドリング基板との第1接合強度が、前記圧電層と前記恒久基板との
接合強度よりも大きく、前記圧電層への損傷なしに前記薄化工程行うことが前記第1接合
強度によって許容される、請求項61のウェハアセンブリ。
【請求項63】
前記圧電層と前記ハンドリング基板との第1接合強度が、前記圧電層と前記恒久基板との
第2接合強度よりも少なくとも一桁だけ大きい、請求項62のウェハアセンブリ。
【請求項64】
前記圧電層は、前記厚さが低減された圧電層の第2表面がマイナス表面となる結晶構造配
向を有するLiTaO又はLiNbOから形成される、請求項57のウェハアセンブ
リ。
【請求項65】
前記圧電層の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含む、
請求項64のウェハアセンブリ。
【請求項66】
前記恒久基板の第1表面は、前記恒久基板の結晶構造配向に起因するプラス表面、マイナ
ス表面又は非分極表面である、請求項65のウェハアセンブリ。
【請求項67】
前記恒久基板の第1表面はプラス表面であり、
前記恒久基板はオイラー角(φ,90°<θ<270°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ
<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する
、請求項66のウェハアセンブリ。
【請求項68】
前記恒久基板の第1表面はマイナス表面であり、
前記恒久基板はオイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ
<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する
、請求項66のウェハアセンブリ。
【請求項69】
前記恒久基板の第1表面は非分極表面であり、
前記恒久基板はオイラー角(φ,90°,ψ)又は(φ,-90°,ψ)を含み、角度φ
は0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある
値を有する、請求項66のウェハアセンブリ。
【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、2018年10月16日に出願された「弾性波デバイス」との名称の米国仮出
願第62/746,512号の優先権を主張し、その開示はその全体が参照によりここに
明示的に組み入れられる。
【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たインターディジタ
ルトランスデューサ(IDT)電極を含む。かかる電極は2つの櫛形セットの指を含み、
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、上述したSAW共振器は、波長λに基づく無線周波
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、一定数の望ましい
特徴を与えることができる。
【発明の概要】
【0005】
いくつかの実装例によれば、本開示は、弾性波デバイスに関する。第1表面を有する水
晶基板と、LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板とを含み、当該圧電板は
、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、水晶基板の第1表面と係合する
第2表面とを含む。第2表面は、圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である。
弾性波デバイスはさらに、圧電板の第1表面上に形成されるインターディジタルトランス
デューサ電極を含み、弾性表面波に関連付けられるトランスデューサ機能を与えるように
構成される。
【0006】
いくつかの実施形態において、圧電板の結晶構造配向は、オイラー角(0°,90°<
θ<270°,0°)を含み得る。いくつかの実施形態において、水晶基板の第1表面は
、当該水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面としてよい。水晶基板の結晶構造配
向は、オイラー角(φ,90°<θ<270°,ψ)を含む。このとき、角度φは0°≦
φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有す
る。角度φは、例えば0°の値を有してよい。角度ψは、例えば0°の値を有してよい。
【0007】
いくつかの実施形態において、水晶基板の第1表面は、当該水晶基板の結晶構造配向に
起因するマイナス表面としてよい。水晶基板の結晶構造配向は、オイラー角(φ,-90
°<θ<90°,ψ)を含む。このとき、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を
有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する。角度φは、例えば0°の値
を有してよい。角度ψは、例えば0°の値を有してよい。
【0008】
いくつかの実施形態において、水晶基板の第1表面は、当該水晶基板の結晶構造配向に
起因する非分極表面となり得る。水晶基板の結晶構造配向は、オイラー角(φ,90°,
ψ)又は(φ,-90°,ψ)を含む。このとき、角度φは0°≦φ<180°の範囲に
ある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する。角度φは、例えば
90°の値を有してよく、角度ψは、例えば90°の値を有してよい。
【0009】
いくつかの実施形態において、圧電板はLiTaOから形成されてよく、水晶基板は
、オイラー角(0°,10°~80°,0°)、(0°,100°~170°,0°)、
(0°,190°~260°,0°)又は(0°,280°~350°,0°)を含んで
よい。
【0010】
いくつかの実施形態において、圧電板はLiNbOから形成されてよく、水晶基板は
、オイラー角(0°,5°~85°,0°)、(0°,95°~175°,0°)、(0
°,185°~265°,0°)又は(0°,275°~355°,0°)を含んでよい
【0011】
いくつかの実施形態において、圧電板はLiTaOから形成されてよく、水晶基板は
、オイラー角(0°,5°~53°,90°)、(0°,127°~175°,90°)
、(0°,185°~233°,90°)又は(0°,307°~355°,90°)を
含んでよい。
【0012】
いくつかの実施形態において、圧電板はLiNbOから形成されてよく、水晶基板は
、オイラー角(0°,0°~52°,90°)、(0°,126°~180°,90°)
、(0°,180°~232°,90°)又は(0°,306°~360°,90°)を
含んでよい。
【0013】
いくつかの実施形態において、圧電板はLiTaO又はLiNbOから形成されて
よく、水晶基板は、オイラー角(0°,0°~360°,0°~60°)又は(0°,0
°~360°,120°~180°)を含んでよい。いくつかの実施形態において、圧電
板はLiTaO又はLiNbOから形成されてよく、水晶基板は、オイラー角(0°
,0°~360°,0°~45°)又は(0°,0°~360°,135°~180°)
を含んでよい。
【0014】
いくつかの実施形態において、弾性波デバイスはさらに、圧電板の第1表面に実装され
てインターディジタルトランスデューサ電極の第1側及び第2側に配置される第1反射器
及び第2反射器を含んでよい。
【0015】
いくつかの実施形態において、圧電板の厚さは0.04λから1.5λの範囲にあり、
ここで、量λは弾性表面波の波長である。いくつかの実施形態において、圧電板の厚さは
0.06λから1.0λの範囲にある。
【0016】
いくつかの教示において、本開示は、弾性波デバイスを作製する方法に関する。この方
法は、第1表面を有する水晶基板を形成すること又は与えることを含む。方法はさらに、
LiTaO又はLiNbOを有する圧電板を、弾性表面波をサポートするべく構成さ
れる第1表面と、当該圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面となる第2表面とを
含むように形成すること又は与えることを含む。方法はさらに、圧電板を、当該圧電板の
マイナス表面が当該水晶基板の第1表面に係合するように、水晶基板に結合することを含
む。
【0017】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、弾性表面波に関連付けられるトランスデ
ューサ機能を与えるようにインターディジタルトランスデューサ電極を圧電板の第1表面
に形成することを含む。
【0018】
いくつかの実施形態において、圧電板の結晶構造配向は、オイラー角(0°,90°<
θ<270°,0°)を含み得る。いくつかの実施形態において、水晶基板の第1表面は
、当該水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面、マイナス表面又は非分極表面とし
てよい。
【0019】
いくつかの実施形態において、水晶基板の第1表面がプラス表面であって水晶基板がオ
イラー角(φ,90°<θ<270°,ψ)を含んでよく、水晶基板の第1表面がマイナ
ス表面であって水晶基板がオイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含んでよく、
又は水晶基板の第1表面が非分極表面であって水晶基板がオイラー角(φ,90°,ψ)
若しくは(φ,-90°,ψ)を含んでよい。角度φは0°≦φ<180°の範囲にある
値を有してよく、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有してよい。
【0020】
いくつかの実施形態において、圧電板を形成すること又は与えることは、圧電板を水晶
基板に結合した後に圧電板を形成することを含んでよい。圧電板を水晶基板に結合するこ
とと圧電板を形成することとは、厚い圧電層を水晶基板に接合することと、それに引き続
いて水晶基板に係合された圧電板をもたらすべく当該厚い圧電層を薄くすることとを含ん
でよい。厚い圧電層を薄くすることは、研磨プロセスを含んでよい。
【0021】
いくつかの実施形態において、圧電板を形成すること又は与えることは、圧電板を水晶
基板に結合する前に圧電板を形成することを含んでよい。圧電板を水晶基板に結合するこ
とと圧電板を形成することとは、厚い圧電層をハンドリング基板に取り付けることと、そ
れに引き続いて圧電板のマイナス表面を形成するべく当該厚い圧電層を薄くすることと、
それに引き続いて当該圧電板のマイナス表面を水晶基板に接合することとを含んでよい。
圧電板を水晶基板に結合することと圧電板を形成することとはさらに、圧電板の第1表面
を露出させるべくハンドリング基板を除去することを含んでよい。
【0022】
いくつかの実施形態において、ハンドリング基板はシリコン基板を含んでよい。いくつ
かの実施形態において、厚い圧電層をハンドリング基板に取り付けることは、厚い圧電層
をハンドリング基板に接合することを含んでよい。いくつかの実施形態において、厚い圧
電層を薄くすることは、当該厚い圧電層がハンドリング基板に取り付けられている間の研
磨プロセスを含んでよい。いくつかの実施形態において、ハンドリング基板を除去するこ
とは、エッチングプロセスを含んでよい。
【0023】
一定数の実装例において、本開示は、信号を受信する入力ノードと、フィルタ信号を与
える出力ノードとを含む無線周波数フィルタに関する。無線周波数フィルタはさらに、フ
ィルタリングされた信号を生成するべく電気的に入力ノードと出力ノードとの間に存在す
るように実装される弾性波デバイスを含む。弾性波デバイスは、第1表面を有する水晶基
板と、LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板とを含み、当該圧電板は、弾
性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、水晶基板の第1表面に係合する第2
表面とを有する。第2表面は、圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である。
【0024】
いくつかの実施形態において、無線周波数フィルタはさらに、圧電板の第1表面に形成
される第1インターディジタルトランスデューサ電極及び第2インターディジタルトラン
スデューサ電極を含んでよい。第1インターディジタルトランスデューサ電極は入力ノー
ドに電気的に接続され、第2インターディジタルトランスデューサ電極は出力ノードに電
気的に接続され得る。
【0025】
いくつかの実装例において、本開示は、複数のコンポーネントを受容するべく構成され
たパッケージ基板と、パッケージング基板に実装されて複数の信号の送信及び受信の一方
又は双方をサポートするべく構成される無線周波数回路とを含む無線周波数モジュールに
関する。無線周波数モジュールはさらに、当該信号のうち少なくともいくつかの信号のフ
ィルタリングを与えるべく構成される無線周波数フィルタを含む。無線周波数フィルタは
、第1表面を有する水晶基板と、LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板と
を有する弾性波デバイスを含み、当該圧電板は、弾性表面波をサポートするべく構成され
る第1表面と、水晶基板の第1表面に係合する第2表面とを有する。第2表面は、圧電板
の結晶構造配向に起因するマイナス表面である。
【0026】
いくつかの実装例において、本開示は、送受信器と、アンテナと、当該送受信器と当該
アンテナとの間に電気的に存在するように実装される無線システムとを含む無線デバイス
に関する。無線システムは、当該無線システムのフィルタリング機能を与えるべく構成さ
れるフィルタを含む。フィルタは、第1表面を有する水晶基板と、LiTaO又はLi
NbOから形成される圧電板とを有する弾性波デバイスを含み、当該圧電板は、弾性表
面波をサポートするべく構成される第1表面と、水晶基板の第1表面に係合する第2表面
とを有する。第2表面は、圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である。
【0027】
いくつかの教示において、本開示は、弾性波デバイスを作製する方法に関する。この方
法は、圧電層の第1表面をハンドリング基板に取り付けることと、当該ハンドリング基板
に取り付けられた厚さが低減された圧電層の第2表面を露出させるべく当該圧電層に対し
て薄化工程を行うこととを含む。方法はさらに、厚さが低減された圧電層の第2表面を恒
久基板の第1表面に接合することと、当該厚さが低減された圧電層からハンドリング基板
を除去することとを含む。
【0028】
いくつかの実施形態において、厚さが低減された圧電層からハンドリング基板を除去す
ることにより、ハンドリング基板に取り付けられていた第1表面が露出され、この第1表
面は弾性表面波をサポートするべく構成される。方法はさらに、弾性表面波に関連付けら
れるトランスデューサ機能を与えるべく、厚さが低減された圧電層の第1表面にインター
ディジタルトランスデューサ電極を形成することを含んでよい。
【0029】
いくつかの実施形態において、弾性波デバイスと対応インターディジタルトランスデュ
ーサ電極とのアセンブリは、ウェハとして実装された同様の複数のアセンブリのアレイの
一アセンブリとしてよい。方法はさらに、複数の弾性波デバイスを与えるべくウェハを個
片化することを含んでよい。
【0030】
いくつかの実施形態において、ハンドリング基板はシリコン基板を含んでよい。いくつ
かの実施形態において、恒久基板は水晶基板を含んでよい。
【0031】
いくつかの実施形態において、圧電層は、厚さが低減された圧電層の第2表面がマイナ
ス表面となるような結晶構造配向を有するLiTaO又はLiNbOから形成されて
よい。圧電板の結晶構造配向は、オイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含
み得る。
【0032】
いくつかの実施形態において、恒久基板の第1表面は、当該恒久基板の結晶構造配向に
起因するプラス表面、マイナス表面又は非分極表面としてよい。いくつかの実施形態にお
いて、恒久基板の第1表面がプラス表面であって恒久基板がオイラー角(φ,90°<θ
<270°,ψ)を含んでよく、恒久基板の第1表面がマイナス表面であって恒久基板が
オイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含んでよく、又は水晶基板の第1表面が
非分極表面であって水晶基板がオイラー角(φ,90°,ψ)若しくは(φ,-90°,
ψ)を含んでよい。角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有してよく、角度ψは
0°≦ψ<180°の範囲にある値を有してよい。
【0033】
いくつかの実装例によれば、本開示は、第1表面及び第2表面を有する圧電層を含むウ
ェハアセンブリに関する。ウェハアセンブリはさらに、圧電層の第1表面に取り付けられ
たハンドリング基板と、圧電層の第2表面に取り付けられた恒久基板とを含む。ハンドリ
ング基板は、圧電層が恒久基板に取り付けられている間に圧電層の第1表面を露出させる
べく、除去可能となるように選択される。
【0034】
いくつかの実施形態において、ハンドリング基板はシリコン基板としてよい。いくつか
の実施形態において、恒久基板は水晶基板としてよい。
【0035】
いくつかの実施形態において、圧電層は、その第1表面がハンドリングウェハに取り付
けられるが恒久基板は存在しない厚い圧電層への薄化工程に起因する厚さが低減された圧
電層としてよい。いくつかの実施形態において、圧電層の第1表面は第1接合強度によっ
てハンドリング基板に接合され、圧電層の第2表面は第2接合強度によって恒久基板に接
合され得る。圧電層とハンドリング基板との第1接合強度は、圧電層と恒久基板との接合
強度よりも大きくてよく、第1接合強度により、圧電層に損傷を与えることなく薄化工程
を行うことが許容される。例えば、圧電層とハンドリング基板との第1接合強度は、圧電
層と恒久基板との第2接合強度よりも少なくとも一桁だけ大きくしてよい。
【0036】
いくつかの実施形態において、圧電層は、厚さが低減された圧電層の第2表面がマイナ
ス表面となるような結晶構造配向を有するLiTaO又はLiNbOから形成されて
よい。圧電板の結晶構造配向は、オイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含
み得る。
【0037】
いくつかの実施形態において、恒久基板の第1表面は、当該恒久基板の結晶構造配向に
起因するプラス表面、マイナス表面又は非分極表面としてよい。いくつかの実施形態にお
いて、恒久基板の第1表面がプラス表面であって恒久基板がオイラー角(φ,90°<θ
<270°,ψ)を含んでよく、恒久基板の第1表面がマイナス表面であって恒久基板が
オイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含んでよく、又は水晶基板の第1表面が
非分極表面であって水晶基板がオイラー角(φ,90°,ψ)若しくは(φ,-90°,
ψ)を含んでよい。角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有してよく、角度ψは
0°≦ψ<180°の範囲にある値を有してよい。
【0038】
本開示をまとめる目的で本発明の所定の側面、利点及び新規な特徴が、ここに記載され
てきた。理解されることだが、そのような利点の必ずしもすべてが、本発明のいずれかの
特定の実施形態に従って達成されるというわけではない。よって、本発明は、ここに教示
される一つの利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成
することなく、達成又は最適化する態様で、具体化し又は実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
図1】LiTaO(LT)又はLiNbO(LN)上に形成されたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極と、IDT電極の両面に形成された反射器とを含む弾性表面波(SAW)共振器の従来型構造の一例を示す。
図2】LT板又はLN板と水晶基板との組み合わせを含むSAW共振器の構造の一例を示す。
図3図2のSAW共振器のIDT電極の拡大及び分離された平面図を示す。
図4】銅(Cu)IDT電極を42°YXLT(オイラー角(0°,312°,0°))基板上に形成することによって製造された従来型SAW共振器の実際の測定特性を示す。
図5】Cu電極、42°YXLT(オイラー角(0°,132°,0°))板及び42°45’Y90°X(オイラー角(0°,132°45’,90°))水晶基板を組み合わせることによって製造されたSAW共振器の実際の測定特性を示す。
図6A-6D】図6A図6Hは、LT又はLN板と水晶基板との様々な組み合わせを示す。
図6E-6H】図6A図6Hは、LT又はLN板と水晶基板との様々な組み合わせを示す。
図7A-7B】図7A及び図7Bは、LT若しくはLN板又は水晶基板のような層の分極及び表面電荷の特徴付けの一例を示す。
図8A-8B】図8A及び図8Bは、基準座標系に対するLT結晶配向の例の分極を示す。
図9A-9B】図9A及び図9Bは、2μmの波長(λ)及び0.08λの厚さを有するアルミニウム電極が、20°回転Y板X伝搬LTの(+)表面(オイラー角で(0°,110°,0°))及びその(-)表面(オイラー角で(0°,290°,0°))それぞれに形成されたSAW共振器の周波数特性を示す。
図10A-10B】図10A及び図10Bは、図9A及び図9Bの電極が、42°回転Y板X伝搬LTの(+)表面(オイラー角で(0°,132°,0°))及びその(-)表面(オイラー角で(0°,312°,0°))それぞれに形成されたSAW共振器の周波数特性を示す。
図11A-11D】図11A図11Dは、20°回転Y板X伝搬LTの(+)及び(-)表面と、42°45’Y板90°伝搬水晶の(+)及び(-)表面との4つの組み合わせの周波数特性を示す。
図12A-12B】図12A及び図12Bは、20°回転Y板X伝搬LTの(+)及び(-)表面と、回転35°Y板90°X伝搬から60°Y板90°X伝搬の水晶の(+)及び(-)表面との4つの組み合わせに従って形成されたSAW共振器の、帯域幅及びインピーダンス比のオイラー角依存性を示す。
図13A-13B】図13A及び図13Bは、回転10°X伝搬から50°YX伝搬のLTの(+)及び(-)表面と、42°45’Y板90°X伝搬の水晶の(+)及び(-)表面との4つの組み合わせに従って形成されたSAW共振器の、帯域幅及びインピーダンス比のオイラー角依存性を示す。
図14A-14B】図14A及び図14Bは、25°回転Y板X伝搬LNの(+)及び(-)表面と、回転35°Y板90°X伝搬から60°Y板90°X伝搬の水晶の(+)及び(-)表面との4つの組み合わせに従って形成されたSAW共振器の、帯域幅及びインピーダンス比のオイラー角依存性を示す。
図15A-15B】図15A及び図15Bは、+20YXLT-/+42°45’Y90X水晶構造を有するSAW共振器の、帯域幅及びインピーダンス比のLT厚さ依存性を示す。
図16】(0°,θ,0°)LTのX方向(SAW伝搬方向)及びY方向(SAW伝搬方向に対して90度の方向)における線膨張率のθ依存性を示す。
図17】(0°,θ,0°)LNのX方向(SAW伝搬方向)及びY方向(SAW伝搬方向に対して90度の方向)における線膨張率のθ依存性を示す。
図18】(0°,θ,0°)水晶のX方向及びY方向における線膨張率のθ依存性を示す。
図19】(0°,θ,45°)水晶のX方向及びY方向における線膨張率のθ依存性を示す。
図20】(0°,θ,90°)水晶のX方向及びY方向における線膨張率のθ依存性を示す。
図21】(0°,126°,ψ)水晶のX方向及びY方向における線膨張率のψ依存性を示す。
図22】(0°,132°45’,ψ)水晶のX方向及びY方向における線膨張率のψ依存性を示す。
図23】(0°,145°,ψ)水晶のX方向及びY方向における線膨張率のψ依存性を示す。
図24A-24C】図24A図24Cは、LT又はLN板と水晶基板との組み合わせを得るべく利用することができるプロセスの一例を示す。
図25A-25E】図25A図25Eは、LT又はLN板と水晶基板との組み合わせを得るべく利用することができるプロセスの他例を示す。
図26A図24A図24Cの接合プロセスに引き続いて200℃で20時間の熱処理の後に損傷を受けたLT基板を示す。
図26B図24A図24Cのプロセスの間に基板が5μmまで研磨されたときの弱い接合強度に起因して部分的に剥離した基板の一例を示す。
図27A】LTがシリコン基板に接合されてから当該LTが0.3μmの厚さまで研磨された後に得られたLT表面を示す。
図27B図27AのアセンブリのLT表面に水晶基板を接合してからシリコン基板をプラズマエッチングによりエッチングした後に得られたLT表面を示す。
図28図25A図25Eの例と同様の方法によって製造されたSAW共振器周波数特性を示す。
図29】いくつかの実施形態において、SAW共振器のうちの多ユニットを、ウェハ形式のようなアレイ形式にある間に作製してよいことを示す。
図30】いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するSAW共振器を、パッケージ状デバイスの一部として実装してよいことを示す。
図31】いくつかの実施形態において、図30のパッケージ状デバイスに基づくSAW共振器がパッケージ状フィルタデバイスとされてよいことを示す。
図32】いくつかの実施形態において、無線周波数(RF)モジュールが、一以上のRFフィルタのアセンブリを含んでよいことを示す。
図33】ここに記載される一以上の有利な特徴を有する無線デバイスの一例を描く。
【発明を実施するための形態】
【0040】
ここに与えられる見出しは、いずれか存在する場合であっても、便宜のためにすぎず、
必ずしも請求項に係る発明の範囲又は意味に影響を与えるわけではない。
【0041】
スマートフォン等のために使用される周波数帯域は、互いに近接する近似的に80個の
帯域を含むので、急峻な周波数特性を有するフィルタ及びデュプレクサが必要とされ又は
望まれる。かかるフィルタアプリケーションは、例えば、弾性表面波(SAW)又はバル
ク波を用いる共振器がラダーとして配列されるラダーフィルタ構造を含んでよい。したが
って、急峻な周波数特性を有するフィルタ又はデュプレクサを実現するべく、大きなイン
ピーダンス比又は高いQを有する共振器が必要とされ又は望まれる。
【0042】
図1は、弾性表面波(SAW)共振器10の従来型構造の一例を示す。弾性表面波(S
AW)共振器10は、LiTaO(LT)又はLiNbO(LN)基板18に形成さ
れたインターディジタルトランスデューサ(IDT)電極12、及びIDT電極12の両
面に形成された反射器14、16を含む。
【0043】
図2は、弾性表面波(SAW)デバイス100の一例を示す。これは、SAW共振器と
して実装される。かかるSAW共振器は、例えばLiTaO(ここではLTとも称され
る)又はLiNbO(ここではLNとも称される)から形成された圧電層104を含ん
でよい。かかる圧電層は、第1表面110(例えば、SAW共振器100が図示のように
配向されるときの上面)、及び反対側の第2表面を含んでよい。圧電層104の第2表面
は、例えば水晶基板112に取り付けてよい。
【0044】
圧電層104の第1表面110において、インターディジタルトランスデューサ(ID
T)電極102が、一以上の反射器アセンブリ(例えば114、116)とともに実装さ
れてよい。図3は、図2のSAW共振器100のIDT電極102の拡大及び分離された
平面図を示す。理解されることだが、図2及び図3のIDT電極102は、2つの櫛形セ
ットの指のための、これよりも多い又は少ない数の指を含んでよい。
【0045】
図3の例において、IDT電極102は、櫛形態様で配列された第1セット120aの
指122a及び第2セット120bの指122bを含むように示される。かかる構成にお
いて、同じセットの2つの隣接指(例えば第1セット120aの隣接指122a)間の距
離は、IDT電極102に関連付けられる弾性表面波の波長λと近似的に同じである。
【0046】
図3の例において、指に関連付けられる様々な寸法が示される。詳しくは、各指(12
2a又は122b)は横幅Fを有するように示され、ギャップ距離Gが、2つの櫛形の隣
接指(122a及び122b)間に与えられるように示される。
【0047】
留意されることだが、図2のSAW共振器100は、図1の従来型SAW共振器10よ
りも(例えば約29dBだけ)大きなインピーダンス比を与えるように構成することがで
きる。例えば、図4は、図1のSAW共振器10のインピーダンス特性プロットを周波数
の関数として示し、図5は、図2のSAW共振器100のインピーダンス特性プロットを
周波数の関数として示す。図4のプロットに対し、インピーダンス比(20log(Za
/Zr))は51dBである。ここで、Zr及びZaはそれぞれ、共振周波数fr及び反
共振周波数faにおけるインピーダンス値である。図5のプロットに対し、インピーダン
ス比は80dBであり、これは図4のインピーダンス比よりも29dBだけ大きい。
【0048】
いくつかの実装例において、本開示は、図2のSAW共振器100を作製する技法に関
する。かかる技法により、作製プロセスが、望ましくない効果の可能性を回避又は低減す
ることが許容され得る。例えば、LT又はLNが水晶基板に接合されるとき、接合強度を
高めるべく行われる熱処理プロセス中にLT又はLNと水晶基板との熱膨張差に起因する
損傷が生じ得る。他例において、当該損傷を回避するべく低い熱処理温度で接合基板が生
成される場合、接合強度が弱くなるので、LT又はLN板の薄化プロセス中にLT又はL
Nが割れ又は水晶基板から剥離し得る。
【0049】
いくつかの実施形態において、LT又はLNの配向角度を水晶基板の配向角度と最適に
又は選択的に組み合わせることにより接合強度を高めるべく、及び/又は接合が弱いとき
の製造プロセスをサポートするべく、デバイス、構造及び方法を利用することができる。
【0050】
留意されることだが、弾性波フィルタの帯域幅は、弾性波フィルタにおいて使用される
圧電基板の電気機械結合係数(結合係数)に依存する。したがって、フィルタの帯域幅に
とって必要な結合係数を有するLiTaO(LT)又はLiNbO(LN)基板が使
用される。
【0051】
多くのアプリケーションにおいて、フィルタの帯域幅を成立させる結合係数を有する一
方で大きなインピーダンス比(高いQ)を有する共振器が望ましい。ここに記載されるこ
とだが、図2に示されるように薄板化されたLT又はLNを水晶基板と組み合わせること
により、図5に示される大きなインピーダンス比及び良好な温度特性を与えることができ
る。
【0052】
いくつかの実施形態において、LT又はLN圧電薄板の極性と水晶基板の極性とを所望
の関係にあるように最適化又は選択することにより、かなり広い帯域幅とかなり大きなイ
ンピーダンス比とを得ることができる。例えば、LT又はLNのマイナス(-)表面を水
晶基板に接合することにより、LT又はLNのプラス(+)表面を水晶基板に接合するこ
とと比べて広い帯域幅及び大きなインピーダンス比を得ることができる。かかる極性の例
がここに詳述される。
【0053】
いくつかの実施形態において、LT又はLNのマイナス表面を水晶基板に接合した後、
その接合強度を熱処理によって高めることができる。LT又はLNのX方向(SAW伝搬
方向)における線膨張率、及びX方向とは90度だけことなるY方向における線膨張率が
、水晶基板のこれらの線膨張率と有意に異なるとき、接合プロセス後の熱処理により当該
基板への損傷が引き起こされる。X方向とY方向との膨張率の差が大きくなると、熱処理
中の損傷が生じる可能性が高くなる。したがって、接続される層の配向を選択することに
より、当該層間の膨張率の差を低減することができる。留意されることだが、同じ層内で
あっても、X方向とY方向との膨張率の差を低減することができる。
【0054】
留意されることだが、いくつかの実施形態において、一以上の性能特性の点で、上述し
た問題に対処するべく当該配向角とは異なる配向角を有する接合層の組み合わせが望まし
いことがある。
【0055】
留意されることだが、いくつかの実施形態において、直接接合技法は、LT及び水晶の
ような酸化物基板に適用することが難しい。他方、LT又はLN層とシリコン(Si)層
とは互いに直接接合することができ、その接合は十分に強いので、熱処理なしで済む。す
なわち、いくつかの実施形態において、かかる直接接合技法によってLT又はLN層をS
i層に接合した後にLT又はLNを所望厚さまで薄化することができる。その後、薄くさ
れたLT又はLN板の研磨表面を水晶基板に接合することができ、Si層をエッチングす
ることにより、LT、LN薄板/水晶基板のアセンブリを実現することができる。上述し
たプロセスの後に研磨プロセスが行われないので、接合強度がある程度弱くても、製造プ
ロセスにおいて研磨に関連付けられる機械的問題が生じる可能性が低い。
【0056】
上述したように、図1は、LT又はLN18上に形成されたインターディジタルトラン
スデューサ(IDT)電極12と、IDT電極12の両側に形成された反射器14、16
とを含む弾性表面波(SAW)共振器10の従来型構造を示す。図2は、LT薄板又はL
N薄板104と水晶基板112との組み合わせを含むSAW共振器100の構造の一例を
示す。IDT電極102がLT又はLN薄板104の表面110に形成されるように示さ
れ、反射器114、116がIDT電極102の両側に形成されるように示される。
【0057】
上述したように、図4は、図1のSAW共振器10のインピーダンス特性プロットを周
波数の関数として示し、図5は、図2のSAW共振器100のインピーダンス特性プロッ
トを周波数の関数として示す。図4の例において、IDT電極(図1における12)は、
42°回転Y板LT基板の-平面におけるX方向(42°YXLTの-平面(オイラー角
での(0°,312°,0°)平面)と称する)においてSAWが伝搬する方向に形成さ
れる銅(Cu)電極である。図面において、インピーダンスが最小になる点が共振インピ
ーダンスZrと称され、その対応周波数が共振周波数frと称され、インピーダンスが最
大になる点が反共振インピーダンスZaと称され、その対応周波数が反共振周波数faと
称される。帯域幅は(fa-fr)/frとして表され、インピーダンス比は20*lo
g(Za/Zr)として表される。
【0058】
またも上述したように、図5は、42°YXLT(42°YXLTの+平面すなわちオ
イラー角での(0°,132°,0°)平面に形成されたIDT)薄板と42°45’Y
90°X水晶基板(X軸から90°だけずれた方向すなわちオイラー角で(0°,132
°45’,90°)に伝搬)との組み合わせによって製造されたSAW共振器の実際の測
定特性を示す。LTと水晶とを組み合わせることにより、帯域幅を4.2%から5.1%
まで広げることと、インピーダンス比を51dBから80dBまで増大させて29dBも
の大きな改善をもたらすこととが許容され得る。したがって、LTと水晶基板とを組み合
わせることにより、周波数特性を有意に改善することができる。
【0059】
留意されることだが、圧電体は、c軸に対してプラス(+)及びマイナス(-)の極性
を有する。例えば、42°回転Y板すなわちオイラー角で(0°,132°,0°)とし
て表現される表面が(+)表面を表し、その裏面すなわち180°回転された(0°,3
12°,0°)が(-)表面を表す。
【0060】
図6A図6Hは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100が、圧電層10
4(例えばLT又はLN)の極性配向と基板112(例えば水晶)の極性配向との異なる
組み合わせを有し得ることを示す。図6A図6Hにおいて、SAW共振器100それぞ
れの圧電層104が第1表面103a及び第2表面103bを含むように示され、同じS
AW共振器の基板112が第1表面113a及び第2表面113bを含むように示される
。圧電層104の第2表面103bは、基板112の第1表面113aに係合するように
示される。すなわち、記載を目的として、圧電層104の第2表面103bと基板112
の第1表面113aとを係合面とみなすことができ、圧電層104の第1表面103aと
基板112の第2表面113bとを非係合面とみなすことができる。
【0061】
図6Aは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがマイナス(-)表面となるように構成することができ、SA
W共振器100の基板112を、その極性により係合面113aがプラス(+)表面とな
るように構成することができることを示す。かかる構成において、圧電層104の非係合
面103aがプラス(+)表面であり、基板112の非係合面113bがプラスマイナス
(-)表面である。マイナス(-)表面及びプラス(+)表面の詳細な例が、図7及び図
8を参照してここに記載される。
【0062】
図6Bは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがマイナス(-)表面となるように構成することができ、SA
W共振器100の基板112を、その極性により係合面113aがマイナス(-)表面と
なるように構成することができることを示す。かかる構成において、圧電層104の非係
合面103aがプラス(+)表面であり、基板112の非係合面113bがプラス(+)
表面である。
【0063】
図6Cは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがプラス(+)表面となるように構成することができ、SAW
共振器100の基板112を、その極性により係合面113aがプラス(+)表面となる
ように構成することができることを示す。かかる構成において、圧電層104の非係合面
103aがマイナス(-)表面であり、基板112の非係合面113bがマイナス(-)
表面である。
【0064】
図6Dは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがプラス(+)表面となるように構成することができ、SAW
共振器100の基板112を、その極性により係合面113aがマイナス(-)表面とな
るように構成することができることを示す。かかる構成において、圧電層104の非係合
面103aがマイナス(-)表面であり、基板112の非係合面113bがプラス(+)
表面である。
【0065】
図6Eは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがマイナス(-)表面となるように構成することができ、SA
W共振器100の基板112を、その結晶配向により係合面113aがオイラー角(φ,
90°,ψ)を有する非分極表面となるように構成することができることを示す。かかる
構成において、圧電層104の非係合面103aはプラス(+)表面である。
【0066】
図6Fは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがマイナス(-)表面となるように構成することができ、SA
W共振器100の基板112を、その結晶配向により係合面113aがオイラー角(φ,
-90°,ψ)を有する非分極表面となるように構成することができることを示す。かか
る構成において、圧電層104の非係合面103aはプラス(+)表面である。
【0067】
図6Gは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがプラス(+)表面となるように構成することができ、SAW
共振器100の基板112を、その結晶配向により係合面113aがオイラー角(φ,9
0°,ψ)を有する非分極表面となるように構成することができることを示す。かかる構
成において、圧電層104の非係合面103aはマイナス(-)表面である。
【0068】
図6Hは、いくつかの実施形態において、SAW共振器100の圧電層104を、その
極性により係合面103bがプラス(+)表面となるように構成することができ、SAW
共振器100の基板112を、その結晶配向により係合面113aがオイラー角(φ,-
90°,ψ)を有する非分極表面となるように構成することができることを示す。かかる
構成において、圧電層104の非係合面103aはマイナス(-)表面である。
【0069】
図7A及び図7Bは、LT若しくはLN層のような圧電層、又は水晶層のような誘電層
としてよい材料本体105示す。記載を目的として、かかる本体は、第1表面107a及
び第2表面107b間に平坦形状を有し、矩形座標系のXY平面に平行な平面を備えるこ
とが想定される。かかる構成において、X方向は、弾性表面波の伝搬方向としてよい。
【0070】
図7A及び図7Bの本体105において、第1表面107a及び第2表面107b間に
正味の分極電位差をもたらす分極が存在し又は誘起され得る。かかる正味の分極差は、第
1表面107a上に一タイプの正味の電荷をもたらし、第2表面107b上に他タイプの
正味の電荷をもたらし得る。
【0071】
例えば、図7Aに示されるように、第1表面107aが正(+)の分極電位を有して第
2表面107bが負(-)の分極電位を有するとき、第1表面107aは負(-)の電荷
を有して第2表面107nは正(+)の電荷を有する。これとは対照的に、図7Bに示さ
れるように、第1表面107aが負(-)の分極電位を有して第2表面107bが正(+
)の分極電位を有するとき、第1表面107aは正(+)の電荷を有して第2表面107
nは負(-)の電荷を有する。
【0072】
記載を目的として、特に指定のない限り、本体105のプラス(+)表面が正(+)の
分極電位を有する表面に対応し、本体105のマイナス(-)表面が負(-)の分極電位
を有する表面に対応する。したがって、図6A図6Dの圧電層104及び基板112の
プラス(+)表面及びマイナス(-)表面は、上述した定義例に従うものと理解され得る
【0073】
理解されることだが、本体のプラス(+)表面及びマイナス(-)表面は、他の態様で
定義することもできる。例えば、プラス(+)表面及びマイナス(-)表面は、当該表面
の電荷に対応するように定義されてよい。かかる文脈において、本体のプラス(+)表面
が正(+)の電荷を有する表面に対応してよく、本体のマイナス(-)表面が負(-)の
電荷を有する表面に対応してよい。
【0074】
図8Aは、図7A及び図7Bの本体105の結晶構造の単位格子117の一例を示す。
かかる単位格子は、負(-)の分極電位を本体105の対応表面に与えるべく、本体10
5のXY平面に平行な基準平面115に対する結晶配向を有するように示される。したが
って、かかる表面がマイナス(-)表面となる。
【0075】
留意されることだが、例えば、42°Y構成(42°YLT)を有するLT結晶は、プ
ラス(+)(オイラー角では(0°,132°,0°))又はマイナス(-)(オイラー
角では(0°,312°,0°))の平面を表し得る。通常のLT又はLNのみを使用す
るとき、かかるオイラー角構成((0°,132°,0°)及び(0°,312°,0°
))は、ここに記載されるもの(例えば図10A及び図10Bを参照)と同様の周波数特
性を与える。しかしながら、(0°,132°,0°)平面と比較すると、(0°,31
2°,0°)平面の方が研磨が容易かつ迅速である。したがって、いくつかの実施形態に
おいて、42°YXLTの例に対して利用される平面は(0°,312°,0°)平面で
ある。
【0076】
図8Bは、図7A及び図7Bの本体105の結晶構造の単位格子117の他例を示す。
かかる単位格子は、正(+)の分極電位を本体105の対応表面に与えるべく、本体10
5のXY平面に平行な基準平面115に対する結晶配向を有するように示される。したが
って、かかる表面がプラス(+)表面となる。
【0077】
一例として、上述したプラス(+)表面を有するLT結晶がオイラー角(0°,132
°,0°)を含む。すなわち、42°YX構成(42°YXLT)に対する負(-)の分
極電位表面に対応するマイナス(-)表面は、オイラー角(0°,312°,0°)を有
するとして表現することができる。図8Aを参照して記載したように、かかる表面(オイ
ラー角(0°,312°,0°)を有する)は、いくつかの実施形態において好ましい。
【0078】
記載を目的として、図6及び図7を参照すると、正(+)の分極電位表面に対して定義
されるオイラー角は(0°,90°<θ<270°,0°)を含む。さらに、負(-)の
分極電位表面に対して定義されるオイラー角は(0°,-90°<θ<90°,0°)を
含む。したがって、プラス(+)表面及びマイナス(-)表面が正(+)の分極電位表面
及び負(-)の分極電位表面に従う場合、プラス(+)表面に対して定義されるオイラー
角は(0°,90°<θ<270°,0°)を含み、マイナス(-)表面に対して定義さ
れるオイラー角は(0°,-90°<θ <90°,0°)を含む。
【0079】
記載を目的として、角度αは、nが整数のとき、α±n360°という等価形式で表現
することができることが理解される。例えば、オイラー角(0°,90°<θ<270°
,0°)は、(0°,-270°<θ<-90°,0°)と等価であると理解される。他
例において、オイラー角(0°,-90°<θ<90°,0°)は、(0°,270°<
θ<450°,0°)と等価であると理解される。
【0080】
プラス(+)表面及びマイナス(-)表面の上述した定義例の文脈において、表1は、
図6A図6DのSAW共振器構成をまとめる。ここで、圧電層104がLTであり、基
板112が水晶であることが想定され、オイラー角は、図示のように見たときの対応層の
上面(LT層104に対して103a、水晶層112に対して113a)に対応すること
が理解される。
【表1】
【0081】
表1の例において、各水晶基板は、各オイラー角に対応するプラス(+)表面及びマイ
ナス(-)表面を含むように構成される。留意されることだが、水晶結晶の分極平面(例
えばZ平面)がSAW平面(例えばオイラー角で(90°,90°,90°)又は(90
°,-90°,90°))の表面に垂直な場合、対応する水晶基板は、分極平面に関連付
けられる(+)表面及び(-)表面を有しない。いくつかの実施形態において、かかる水
晶基板を利用するSAW共振器が実装されてよい。
【0082】
表2は、図6D図6GのSAW共振器構成をまとめる。ここで、圧電層104がLT
であり、基板112が水晶であることが想定され、オイラー各は、図示のように見たとき
の対応層の上面(LT層104に対して103a、水晶層112に対して113a)に対
応することが理解される。
【表2】
【0083】
ここに詳述されるように、+LT-/水晶構成(例えば図6E又は図6F)を有するS
AW共振器が、-LT+/水晶構成(例えば図6G又は図6H)を有するSAW共振器と
比べると高いインピーダンス比を有することに留意されたい。
【0084】
表1及び表2に上げられるLT及び水晶の表面組み合わせに対する接合強度の測定値は
以下のとおりである。すなわち、+LT-/+水晶-構成(図6A)に対し測定接合強度
(2γ)は2.2ジュール/mであり、+LT-/-水晶+構成(図6B)に対し測定
接合強度(2γ)は2.0ジュール/mであり、-LT+/+水晶-構成(図6C)に
対し測定接合強度(2γ)は1.8ジュール/mであり、-LT+/-水晶+構成(図
6D)に対し測定接合強度(2γ)は2.0ジュール/mであり、図6Eの+LT-/
水晶構成に対し測定接合強度(2γ)は1.9ジュール/mであり、図6Fの+LT-
/水晶構成に対し測定接合強度(2γ)は1.9ジュール/mであり、図6Gの-LT
+/水晶構成に対し測定接合強度(2γ)は1.9ジュール/mであり、図6Gの-L
T+/水晶構成に対し測定接合強度(2γ)は1.9ジュール/mである。留意される
ことだが、表1及び表2に挙げられる8つの構成のうち、図6Aの構成(+LT-/+水
晶-)が最も高い接合強度(2γ=2.2ジュール/m)を与える。
【0085】
上述した測定値の例において、接合強度は2γとして表現される。ここで、γは、Tong
, Q., Goesele, U., and Society, E. (1999) Semiconductor Wafer Bonding: Science a
nd Technology, John Wiley & Sons, Inc., New Yorkに開示される2つの基板間の接合強
度である。様々な製造プロセスステップにおける接合強度に関する例が、ここに詳述され
る。
【0086】
いくつかの実施形態において、水晶基板に対する表1及び表2における角度φは、0°
≦φ<180°の範囲にある値を有し得る。例えば、水晶基板は、φ=0°又はφ=90
°となる構成を有し得る。いくつかの実施形態において、水晶基板に対する表1及び表2
における角度ψは、0°≦ψ<180°の範囲にある値を有し得る。例えば、水晶基板は
、ψ=0°又はψ=90°となる構成を有し得る。
【0087】
理解されることだが、表1及び表2に定義される表面組み合わせ及びオイラー角組み合
わせはまた、他の圧電層(LN層を含む)及び/又は他の基板層に適用してよい。
【0088】
またも理解されることだが、プラス(+)表面はまた、単なる(+)表面と称してよく
、マイナス(-)表面もまた、単なる(-)表面と称してよい。
【0089】
図9A及び図9Bは、2μmの波長(λ)及び0.08λの厚さを有するアルミニウム
電極が、20°回転Y板X伝搬LTの(+)表面(オイラー角で(0°,110°,0°
))及びその(-)表面(オイラー角で(0°,290°,0°))それぞれに形成され
たSAW共振器の特性を示す。図10A及び図10Bは、同電極が、42°回転Y板X伝
搬LTの(+)表面(オイラー角で(0°,132°,0°))及び(-)表面(オイラ
ー角で(0°,312°,0°))それぞれに形成されたSAW共振器の周波数特性を示
す。これらのインピーダンス特性プロットからわかるように、電極が通常のLT基板の(
+)表面又は(-)表面のいずれかに形成されるとしても、対応SAW共振器間に帯域幅
、インピーダンス比、共振周波数、反共振周波数、スプリアスモード等の本質的な差は存
在しない。
【0090】
上述した例に基づくと、通常のLT基板の(+)表面と(-)表面との間にインピーダ
ンス特性の差が存在しないことがわかる。したがって、一般に、通常のLT基板が利用さ
れるとき、(+)平面と(-)平面とは区別されない。ただし、(-)平面の方が研磨し
易いことから、通常のLT基板においては典型的に、かかる表面が利用される。例えば、
通常の42°YXLTのケース例において、(0°,312°,0°)平面が利用される
のが典型的である。
【0091】
図11図14は、LT配向と水晶配向との異なる組み合わせに関連付けられる特性の
様々な例を示す。(圧電層104と基板層112との)かかる組み合わせのさらに一般的
な形式が図6A図6Dに示される。
【0092】
一例として、20°回転Y板X伝搬LTの(+)表面及び(-)表面(それぞれオイラ
ー角で(0°,110°,0°)及び(0°,290°,0°))、並びに42°45’
Y板90°伝搬水晶の(+)表面及び(-)表面((0°,132°45’,90°)及
び(0°,312°45’,90°))が用意されて図6A図6Dに示される4つの組
み合わせに対応する4つのSAW共振器が形成され、これらの周波数特性が得られた。図
11A~図11Dがこれらの特性を示す。
【0093】
図6A図6D及び図11A図11Dを参照すると、電極側が(+)表面であって水
晶接合表面が(-)表面であるLTと接合表面が(+)表面である水晶との組み合わせ(
図6A)、及び同じLTと接合表面が(-)表面である水晶との組み合わせ(図6B)が
図11A及び図11Bそれぞれに示されるように、本質的に同じ帯域幅及びインピーダ
ンス比を示すことがわかる。またもわかることだが、電極側が(-)表面であって水晶接
合表面が(+)表面であるLTと接合表面が(+)表面である水晶との組み合わせ(図6
C)、及び同じLTと接合表面が(-)表面である水晶との組み合わせ(図6D)が、図
11C及び図11Dそれぞれに示されるように、本質的に同じ帯域幅及びインピーダンス
比を示す。しかしながら、図11A及び図11Bに示される実施形態は、図11C及び図
11Dの実施形態と比較すると、13%だけ広い帯域幅、及び2dBだけ大きなインピー
ダンス比が得られることを示す。留意されることだが、13%という値は、図11A~図
11Dに示される6.2%/5.5%から計算される。
【0094】
したがって、水晶の(+)表面又は(-)表面にかかわらず、図6A及び図6Bに示さ
れるように接合表面が(-)表面であるLTの構造は、良好な特性をもたらし得る。
【0095】
他例として、20°回転Y板X伝搬LTの(+)表面及び(-)表面(それぞれオイラ
ー角で(0°,110°,0°)及び(0°,290°,0°))、並びに回転35°Y
板90°伝搬~60°Y板90°伝搬水晶の(+)表面(オイラー角で(0°,125°
,90°)~(0°,150°,90°))及び同じ水晶の(-)表面(オイラー角で(
0°,305°,90°)~(0°,330°,90°))が用意されて図6A図6D
に示される4つの組み合わせに対応する4つのSAW共振器が形成され、これらの周波数
特性が得られた。4つの構造組み合わせの帯域幅及びインピーダンス比が、水晶のオイラ
ー角θの関数として図12A及び図12Bに示される。水晶はいずれのオイラー角θでも
図6C及び図6Dの構造よりも図6A及び図6Bの構造の方から広い帯域幅及び大きな
インピーダンス比が得られる。
【0096】
他例として、回転10°X伝搬~50°YX伝搬LTの(+)表面(オイラー角で(0
°,100°,0°)~(0°,140°,0°))及び同じLTの(-)表面(オイラ
ー角で(0°,280°,0°)~(0°,320°,0°))、並びに42°45’Y
板90°伝搬水晶の(+)表面及び(-)表面(それぞれオイラー角で(0°,132°
45’,90°)及び(0°,312°45’,90°))が用意された。図6A図6
Dに示される4つの組み合わせに対し、SAW共振器の周波数特性が得られた。4つの構
造組み合わせの帯域幅及びインピーダンス比が、LTのオイラー角θの関数として図13
A及び図13Bに示される。LTのいずれのオイラー角に対しても、図6C及び図6D
構造よりも図6A及び図6Bの構造の方から広い帯域幅及び大きなインピーダンス比が得
られる。
【0097】
図11図13の様々な例において、圧電層はLT層である。圧電層としてLNが使用
される場合でも同様の結果が得られる。
【0098】
例えば、25°回転Y板X伝搬LNの(+)表面及び(-)表面(それぞれオイラー角
で(0°,115°,0°)及び(0°,295°,0°))、並びに回転35°Y板9
0°伝搬~60°Y板90°伝搬水晶の(+)表面(オイラー角で(0°,125°,9
0°)~(0°,150°,90°))及び同じ水晶の(-)表面(それぞれオイラー角
で(0°,305°,90°)~(0°,330°,90°))が用意された。図6A
図6Dに示される4つの組み合わせに対し、SAW共振器の周波数特性が得られた。4つ
の構造組み合わせの帯域幅及びインピーダンス比が、水晶のオイラー角θの関数として図
14A及び図14Bに示される。水晶はいずれのオイラー角θでも、図6C及び図6D
構造よりも図6A及び図6Bの構造の方から広い帯域幅及び大きなインピーダンス比が得
られる。LNと水晶との他の組み合わせもまた、ここに記載されるLTと水晶との対応す
る組み合わせと同様の結果を与え得る。
【0099】
少なくとも部分的に上記例に基づくと、LT又はLN板と水晶基板との組み合わせは、
水晶基板に表面接合するのが(-)表面となるLT又はLN板を使用する図6A及び図6
Bの構造によって、LT、LN又は水晶のいずれの配向角度においても良好な特性を与え
ることができる。
【0100】
SAW共振器の分極電位平面が水晶表面に垂直な場合(例えばオイラー角で(90°,
90°,90°)又は(90°,-90°,90°)平面)、その水晶基板は、分極方向
に対して(+)表面及び(-)表面を有しない。留意されることだが、この例の(90°
,90°,90°)平面の裏側が(90°,-90°,90°)平面である。
【0101】
水晶基板の上記構成において、図6E図6H及び表2を参照すると、図6E(+LT
-/(90°,90°,90°)水晶)及び図6F(+LT-/(90°,-90°,9
0°)水晶)のSAW共振器が、図6G(-LT+/(90°,90°,90°)水晶)
及び図6H(-LT+/(90°,-90°,90°)水晶)のSAW共振器よりも高い
インピーダンス比を与える。したがって、高いインピーダンス比を得るためには、水晶基
板がそれ自体の(-)平面及び(+)平面を含むか否かにかかわらず、水晶基板と係合す
るLT又はLNの(-)平面又は(+)平面が重要となる。
【0102】
図15A及び図15Bはそれぞれ、+20°YXLT-/+42°45’Y90°X水
晶構造の厚さ(波長λに関する)と、(a)帯域幅及び(b)インピーダンス比との関係
を示す。0.004λから1.5λまでのLT厚さにおいて70dB以上のインピーダン
ス比が得られること、及び0.006λから1λまででは73dB以上のインピーダンス
比が得られることがわかる。したがって、大きなインピーダンス比を得るためには、LT
又はLNの厚さは1.5λ以下に、好ましくは1λ以下にするとよい。
【0103】
理解されることだが、本開示の一以上の特徴は、SAW共振器だけにではなく、LT又
はLN層と水晶基板との組み合わせにより形成される任意のSAWデバイスにも適用する
ことができる。
【0104】
図16及び図17はそれぞれ、(0°,θ,0°)LT及び(0°,θ,0°)LNに
対する、X方向(SAW伝搬方向)及びY方向(SAW伝搬方向に対して90度傾いた方
向)の線膨張率における基板のθ依存性を示す。LT及びLNの双方に対し、X方向の線
膨張率はY方向の線膨張率よりも大きい。LT及びLNの双方に対し、X方向とY方向と
の線膨張率の差はθ=90°の近傍で大きくなる。留意されることだが、(φ,θ,ψ)
に関連付けられる線膨張率は、(φ,θ+180°,ψ)の線膨張率と本質的に同じであ
るから、線膨張率の文脈において、ここでは(φ,θ+180°,ψ)を(φ,θ,ψ)
と称してよい。
【0105】
図18、19及び20はそれぞれ、(0°,θ,0°)水晶、(0°,θ,45°)水
晶及び(0°,θ,90°)水晶に対する、基板のX方向及びY方向の線膨張率のθ依存
性を示す。(0°,θ,0°)水晶に対しては図18に示されるように、X方向の線膨張
率はY方向の線膨張率よりも大きい。しかしながら、(0°,θ,45°)水晶に対して
図19に示されるように、両方向の線膨張率は実質的に同一であり、(0°,θ,90
°)水晶に対しては図20に示されるように、Y方向の線膨張率はX方向の線膨張率より
も大きい。
【0106】
図21、22及び23はそれぞれ、(0°,126°,ψ)水晶、(0°,132°4
5’,ψ)水晶及び(0°,145°,ψ)水晶に対する、基板のX方向及びY方向の線
膨張率のψ依存性を示す。0≦ψ<45°及び135°≦ψ≦180°においてはいずれ
の基板も、X方向の線膨張率がY方向の線膨張率よりも大きく、ψ=45°及び135°
に対しては両方向の線膨張率は実質的に同じであり、45°≦ψ<135°に対してはX
方向の線膨張率はY方向の線膨張率よりも小さい。
【0107】
いくつかの実施形態において、適切な結合係数に鑑み、(0°,280°~330°,
0°)(これは(0°,100°~150°,0°)と同じ線膨張率を与える)をLT層
に対して使用することができる。(0°,θ,0°)水晶層を有するこれらの層の任意の
組み合わせにより、X方向の線膨張率をY方向の線膨張率よりも大きくすることができる
ので、熱に起因するX方向の膨張が、任意の配向角度において大きくなる。したがって、
LT層は、任意の配向角度において、熱クラックを受けにくくなる。両層間のX方向線膨
張率の差が近似的に15%であるにもかかわらず、この差がY方向であっても許容される
場合、LT配向角度(0°,120°~150°,0°)に対するY方向線膨張率が近似
的に7.10×10-6から13.10×10-6となる一方、水晶配向角度(0°,1
0°~80°,0°)及び(0°,100°~170°,0°)に対するY方向線膨張率
は近似的に7.48×10-6から13.52×10-6となる。したがって、この水晶
配向角度によって、両層の線膨張率を実質的に同じにすることができる。
【0108】
いくつかの実施形態において、(0°,265°~336°,0°)(これは(0°,
85°~156°,0°)と同じ線膨張率を与える)をLNに対して使用することができ
、これと(0°,θ,0°)水晶との組み合わせにより、X方向の熱膨張が任意の配向角
度において大きくなるように、両層に対してX方向の線膨張率をY方向の線膨張率よりも
大きくすることができる。LN配向角度(0°,85°~156°,0°)(これは線膨
張率の点で(0°,265°~336°,0°)と等価である)のY方向線膨張率が近似
的に7.5×10-6から14.00×10-6となる一方、水晶(0°,5°~85°
,0°)及び(0°,95°~175°,0°)のY方向線膨張率は近似的に7.48×
10-6から13.71×10-6となる。したがって、LN及び水晶の線膨張率を、配
向角度に対して実質的に同じにすることができる。
【0109】
X方向線膨張率とY方向線膨張率との大きさの関係は、図16に示される(0°,θ,
0°)LTと図20に示される(0°,θ,90°)水晶との間で逆になるので、LTと
水晶との接合条件は見出すのが難しくなり得る。しかしながら、それ自体が一般に使用さ
れる配向である(0°,280°~330°,0°)LTの膨張率と水晶の膨張率との差
を、できる限り小さくし得る配向を使用することが好ましい。かかる配向(0°,280
°~330°,0°)LTは近似的に16.1×10-6のX方向線膨張率を有し、その
±40%線膨張率は近似的に9.66×10-6から22.96×10-6の範囲にわた
るので、水晶のX方向線膨張率が当該範囲内となることを許容する水晶配向角度は(0°
,0°~54°,90°)及び(0°,126°~180°,90°)となり得る。他方
、Y方向に対しては、上記配向のLTの線膨張率が4.46×10-6から13.1×1
-6の範囲にわたり、その±40%線膨張率が近似的に6.24×10-6から18.
34×10-6の範囲にわたるので、これらの線膨張率を満たす水晶の配向角度は(0°
,0°~180°,90°)となり得る。それを目的として、配向(0°,100°~1
50°,0°)LTの例に対し、LTと水晶とのX方向及びY方向における線膨張率差が
±40%となることを許容する水晶配向角度は(0°,0°~54°,90°)及び(0
°,126°~180°,90°)となり得る。
【0110】
X方向線膨張率とY方向線膨張率との大きさの関係は、図17に示される(0°,θ,
0°)LNと図20に示される(0°,θ,90°)水晶との間で逆になるにもかかわら
ず、それ自体が一般に使用される配向である(0°,85°~156°,0°)LNの膨
張率と水晶の膨張率との差を、できる限り小さくし得る配向を使用することが好ましい。
図17に示されるように、(0°,85°~156°,0°)LNのX方向線膨張率は近
似的に15.4×10-6であり、その±40%X方向線膨張率は近似的に9.24×1
-6から21.56×10-6とである。したがって、当該膨張率に対応する水晶は、
図20から導かれるように(0°,0°~58°,90°)及び(0°,122°~18
0°,90°)の配向を有する。他方、同じ配向のLNのY方向線膨張率は近似的に7.
62×10-6から14.08×10-6までの範囲にわたり、(0°,0°~180°
,90°)水晶のY方向線膨張率は近似的に13.71×10-6となり、いずれの配向
の線膨張率も、上述した配向のLNのY方向線膨張率に近似し得る。したがって、(0°
,85°~156°,0°)LNと(0°,θ,90°)水晶との、X方向及びY方向に
おける±40%以内の線膨張率の差を満たす水晶配向は、(0°,0°~58°,90°
)及び(0°,122°~180°,90°)となり得る。
【0111】
図21図22及び図23を参照すると、(0°,θ,ψ)水晶のX方向及びY方向の
線膨張率が、ψ=45°及び135°のとき実質的に同じである一方、0≦ψ<45°及
び135°≦ψ≦180°のときはX方向の線膨張率がY方向の線膨張率よりも大きくな
る。他のθについても同じことがいえる。したがって、(0°,0°~180°,0°~
45°)及び(0°,0°~180°,135°~180°)の水晶は、上述したLT及
びLNと同様に、X方向線膨張率の方がY方向線膨張率よりも大きく、ひいては接合のた
めの望ましい配向角度を有する。さらに、図21図22及び図23に示されるように、
ψ=30°から45°におけるX方向及びY方向の線膨張率は、ψ=45°におけるX方
向及びY方向の線膨張率に対して±7%であり、X方向及びY方向の線膨張率の大きさの
関係がψ=30°から45°とψ=45°から60°とで逆になるにもかかわらず、依然
として±7%であり、(0°,0°~180°,30°~60°)水晶においてであって
も十分な接合強度を得ることができる。同様に、ψ=120°から150°におけるX方
向及びY方向の線膨張率もまた、ψ=135°におけるX方向及びY方向の線膨張率に対
して±7%以内であるから、(0°,0°~180°,120°~150°)水晶におい
てであっても十分な接合強度を得ることができる。したがって、(0°,0°~180°
,30°~60°)水晶及び(0°,0°~180°,120°~150°)水晶は、L
T又はLNへの接合に適した配向角度を有し、好ましくは(0°,0°~180°,0°
~45°)及び(0°,0°~180°,135°~180°)水晶がさらに適した配向
角度である。
【0112】
図24A図24Cは、ここに記載される一以上の特徴を有するSAW共振器を製造す
るべく利用することができるプロセスの一例を示す。図25A図25Eは、ここに記載
される一以上の特徴を有するSAW共振器を製造するべく利用することができるプロセス
の他例を示す。両例においてLT材料が圧電体として利用されるにもかかわらず、LN材
料を含む他材料も利用できることが理解される。
【0113】
第1例において、図24Aは、いくつかの実施形態において、製造プロセスが、相対的
に厚いLT板130と水晶板112とのアセンブリ132が形成され又は与えられるプロ
セスステップを含み得ることを示す。いくつかの実施形態において、相対的に厚LT板及
び水晶板の各鏡面側が清浄されてアクティブになり、当該面が接合するように押圧される
。随意的又は代替的に、接合は、シリコン(Si)等から作られた薄膜を両板間に使用す
ることによって行うことができる。
【0114】
図24Bは、アセンブリ136を形成するべく、相対的に厚LT板130の厚さが低減
されて薄いLT板134になるプロセスステップを示す。いくつかの実施形態において、
かかる薄化プロセスステップは、例えば、機械研磨プロセス、化学機械プロセス等のよう
な研磨プロセスによって達成することができる。図24Bにおいて、薄いLT板134は
、薄化プロセスステップに起因して、(例えば接合により)水晶板112に係合する第1
表面と、この第1表面とは反対側の第2表面とを含むように示される。いくつかの実施形
態において、薄化プロセスステップは、例えば0.3μmから1μmの範囲にある薄いL
T板の所望の厚さを与えるように行うことができる。
【0115】
図24Cは、アセンブリ138を形成するべく電極102が、LT板134の第2面に
形成されるプロセスステップを示す。ここに記載されるように、かかる電極は、指122
a、122bの櫛形配列を含んでよい。
【0116】
いくつかの実施形態において、図24A図24Cに関連付けられるプロセスステップ
の一部又はすべてを、アセンブリ138の単数ユニットをもたらす個々のユニットのため
に実装してよく、アセンブリ138の各単数ユニットの複数をもたらす複数の個々のユニ
ットのために実装してよく、又は複数ユニットがアレイ形式(例えばウェハ形式)で取り
付けられ、それに引き続いてのアセンブリ138の複数の個片ユニットをもたらす個片化
の間に実装してよい。
【0117】
第2例において、図25Aは、いくつかの実施形態において、製造プロセスが、相対的
に厚LT板130とハンドリング基板(例えばシリコン基板)140とのアセンブリ14
2が形成され又は与えられるプロセスステップを含み得ることを示す。いくつかの実施形
態において、相対的に厚LT板及びシリコン(Si)基板の各鏡面側が清浄されてアクテ
ィブになり、相対的に厚LT板及びSi基板の当該鏡面側が、真空内で押圧されている間
に直接接合され得る。
【0118】
図25Bは、アセンブリ146を形成するべく、相対的に厚LT板130の厚さが低減
されて薄いLT板144になるプロセスステップを示す。いくつかの実施形態において、
かかる薄化プロセスステップは、例えば、機械研磨プロセス、化学機械プロセス等のよう
な研磨プロセスによって達成することができる。図25Bにおいて、薄いLT板144は
、薄化プロセスステップに起因する第1表面と、この第1表面とは反対側の、ハンドリン
グ基板140に取り付けられた第2表面とを含むように示される。いくつかの実施形態に
おいて、薄化プロセスステップは、例えば0.3μmから1μmの範囲にある薄いLT板
の所望の厚さを与えるように行うことができる。
【0119】
図25Cは、アセンブリ148を形成するべくLT板144の第1表面が水晶板112
に取り付けられるプロセスステップを示す。いくつかの実施形態において、LT板144
の第1表面は直接、水晶板112に取り付けられる(例えば接合される)。いくつかの実
施形態において、相対的に厚LT板及び水晶板の各鏡面側が清浄されてアクティブになり
、当該面が接合するように押圧される。いくつかの実施形態において、+LT-/+水晶
-若しくは+LT-/-水晶+の表面組み合わせ、又は+LT-/水晶の表面組み合わせ
のような、表1及び表2に記載される表面組み合わせを与えるようにLT板144を水晶
板112に接合することができる。
【0120】
図25Dは、LT板144を部分的又は完全に露出してアセンブリ150を形成するべ
くハンドリング基板(図25Cにおける140)が除去されるプロセスステップを示す。
いくつかの実施形態において、ハンドリング基板(例えばシリコン基板)のこのような除
去は、例えばエッチングプロセス(例えばプラズマエッチングプロセス)によって達成す
ることができる。いくつかの実施形態において、図25Dのアセンブリ150におけるL
T板144は、図25Cのアセンブリ148におけるLT板144と実質的に同じであっ
てもよく、そうでなくてもよい。記載を目的として、ハンドリング基板の除去に起因する
露出された表面は、図25Bを参照して記載されるLT板144の第2面と同様であるこ
とが理解される。
【0121】
図25Eは、アセンブリ152を形成するべく電極102が、LT板144の第2面に
形成されるプロセスステップを示す。ここに記載されるように、かかる電極は、指122
a、122bの櫛形配列を含んでよい。
【0122】
いくつかの実施形態において、図25A図25Eに関連付けられるプロセスステップ
の一部又はすべてを、アセンブリ152の単数ユニットをもたらす個々のユニットのため
に実装してよく、アセンブリ152の各単数ユニットの複数をもたらす複数の個々のユニ
ットのために実装してよく、又は複数ユニットがアレイ形式(例えばウェハ形式)で取り
付けられ、それに引き続いてのアセンブリ152の複数の個片ユニットをもたらす個片化
の間に実装してよい。
【0123】
留意されることだが、図24A図24Cの製造プロセスの例において、水晶又はガラ
ス板とLT又はLN板との接合強度は相対的に弱くなり得るので、研磨プロセス中にLT
板が剥離、割れ等を受けることがあり、所望の厚さまで研磨することが妨げられることも
多い。図26Aは、接合強度(図24A)を高めるべく200℃において20時間の熱処
理をした後の損傷の一例を示す。図26Bは、LTが5μmまで研磨されたときの弱い接
合強度に起因して部分的に剥離したLTの一例を示す。
【0124】
2つの接合基板の強度を測定する方法、さらには接合強度γの式は、Tong, Q., Goesel
e, U., and Society, E. (1999) Semiconductor Wafer Bonding: Science and Technolog
y, John Wiley & Sons, Inc., New Yorkに見出すことができる。水晶とLTとの接合力は
典型的に、様々な接合技法において1ジュール/m以下である。同様に、LTとガラス
との、LNと水晶との、又はLNとガラスとの接合力は典型的に1ジュール/m以下で
ある。
【0125】
他方、水晶以外のシリコン、サファイア等とLT又はLNとの接合力は、接合後に熱処
理を行うか否かにかかわらず、30ジュール/m以上もの高さである。したがって、L
T又はLN板は、0.3μmまで研磨されても剥離又は割れを受けない可能性が高い。し
たがって、図25A図25Eの製造プロセスの例は、多くの製造アプリケーションにお
いて好ましい。
【0126】
図25A図25Eを参照すると、LT及びSiの鏡面側が、真空内で押圧されている
間に直接接合され、その接合強度γは43ジュール/mであった。その後、LT板を、
剥離又は損傷なしで、例えば0.3μmの厚さまで研磨することができる。研磨されたL
T面の一例を図27Aに示す。次に、LT研磨面及び水晶面が清浄され、アクティブにさ
れ、及び押圧されて接合が得られる。引き続き、Siは、例えばプラズマエッチングを使
用してエッチングされ得る。図27Bは、得られたアセンブリ(図25Dにおける150
)の、LT側からの写真を示す。LT板と水晶板との接合強度γは0.97ジュール/m
であった。これは、SAW共振器をもたらすためのさらなる処理に対して十分な強度を
与えることができる。LTと水晶との接合ステップの後は研磨が不要だからである。
【0127】
得られたアセンブリ(図25Dにおける150)を使用することができ、ここに記載さ
れる一以上の特徴を有するSAW共振器を製造するべくIDT電極を薄化LT板に形成す
ることができる。
【0128】
いくつかの実施形態において、図6A図6H並びに表1及び表2を参照すると、LT
と水晶との接合強度は、LT及び/又は水晶の結晶配向に応じて変わり得る。例えば、留
意されることだが、表1及び表2に挙げられる8つの構成のうち、図6Aの構成(+LT
-/+水晶-)が最も高い接合強度(2γ=2.2ジュール/m又はγ=1.1ジュー
ル/m)を与える。
【0129】
したがって、いくつかの実施形態において、LTと水晶との高い接合強度が望まれると
き、図24A図24Cのプロセスの例に、例えば+LT-/+水晶-(図6A)又は+
LT-/-水晶+(図6B)を実装することができる。好ましくは、LTと水晶との最高
接合強度が望まれる場合、図6Aの+LT-/+水晶-の構成を利用することができる。
【0130】
またも理解されることだが、いくつかの実施形態において、LTと水晶との高い接合強
度が望まれるとき、図25A図25Eのプロセスの例もまた、例えば+LT-/+水晶
-(図6A)又は+LT-/-水晶+(図6B)を実装することができる。好ましくは、
LTと水晶との最高接合強度が望まれる場合、図6Aの+LT-/+水晶-の構成を利用
することができる。しかしながら、図25A図25Eのプロセスの例は、ここに記載さ
れるハンドリング基板(例えばシリコン基板)を利用するので、いくつかの実施形態にお
いて、図25A図25Eのプロセスに、図6A図6H並びに表1及び表2の構成のい
ずれかを実装してよい。
【0131】
得られたSAW共振器の周波数特性の一例が図28に示される。82dBのインピーダ
ンス比が得られた。これは、図5に示される特性の例よりも2dBだけ大きい。さらに、
0.3μmの厚さを有するLT板を、2.3GHz高周波数SAW共振器を実現するべく
使用することができる。
【0132】
したがって、図25A図25Eを参照して記載される技法を利用することによって、
LT又はLN板のような圧電板を、近似的に0.3μmまで研磨することができる。その
結果、高いQ、高いインピーダンス、及び良好な温度特性を有する2GHz以上のSAW
デバイスを実現することができる。さらに、いくつかの実施形態において、圧電薄板と水
晶との間に接合膜を与えてもよい。かかる構成の例は、その全体が参照により明示的に組
み入れられる国際公開第2018/097016号明細書に見出すことができる。
【0133】
図29は、いくつかの実施形態において、多ユニットのSAW共振器が、アレイ形式に
ある間に作製され得ることを示す。例えば、ウェハ200は、一アレイのユニット100
’を含み得る。かかるユニットは、一緒に結合されている間に一定数のプロセスステップ
を介して処理され得る。例えば、いくつかの実施形態において、図24A図24Cのプ
ロセスステップはすべて、かかる一アレイのユニットが異なる層(例えば水晶層112及
びLT層130、134)を有するウェハとして一緒に結合されている間に達成すること
ができる。他例において、図25A図25Eのプロセスステップはすべて、かかる一ア
レイのユニットが異なる層(例えばハンドル層140、LT層130、144及び水晶層
112)を有するウェハとして一緒に結合されている間に達成することができる。
【0134】
上述したウェハ形式においてプロセスステップを完了すると、当該一アレイのユニット
100’が個片化されて多数のSAW共振器100を得ることができる。図29は、かか
るSAW共振器100を描く。図29の例において、個片SAW共振器100が、LT又
はLN層のような圧電層104に形成された電極102を含むように示される。かかる圧
電層及び対応水晶層は、ここに記載されるように望ましい特徴を与えるように構成するこ
とができる。理解されることだが、いくつかの実施形態において、圧電層上には一以上の
反射器とともに他電極を与えてもよい。
【0135】
図30は、いくつかの実施形態において、ここに記載される一以上の特徴を有するSA
W共振器100を、パッケージ状デバイス300の一部として実装してよいことを示す。
かかるパッケージ状デバイスは、SAW共振器100を含む一以上のコンポーネントを受
容して支持するべく構成されるパッケージ基板302を含み得る。
【0136】
図31は、いくつかの実施形態において、図30のパッケージ状デバイス300に基づ
くSAW共振器がパッケージ状フィルタデバイス300とされてよいことを示す。かかる
フィルタデバイスは、RFフィルタ機能のようなフィルタ機能を与えるべく構成されるS
AW共振器100を受容及び支持するのに適したパッケージ基板302を含み得る。
【0137】
図32は、いくつかの実施形態において、無線周波数(RF)モジュール400が一以
上のRFフィルタのアセンブリ406を含み得ることを示す。かかるフィルタは、SAW
共振器ベースのフィルタ100、パッケージ状フィルタ300、又はこれらのいくつかの
組み合わせとしてよい。いくつかの実施形態において、図32のRFモジュール400は
また、例えばRF集積回路(RFIC)404及びアンテナスイッチモジュール(ASM
)408も含み得る。かかるモジュールは、例えば、無線動作をサポートするべく構成さ
れるフロントエンドモジュールとしてよい。いくつかの実施形態において、上述したコン
ポーネントのすべてのうちいくつかを、パッケージ基板402上に取り付けてパッケージ
基板402によって支持してよい。
【0138】
いくつかの実装において、ここに記載される一つ以上の特徴を有するデバイス及び/又
は回路を、無線デバイスのようなRFデバイスに含めることができる。かかるデバイス及
び/又は回路は、無線デバイスに直接、ここに記載されるモジュラー形態で、又はこれら
の何らかの組み合わせで実装することができる。いくつかの実施形態において、かかる無
線デバイスは、例えば、スマートフォンのような携帯電話機、電話機能あり又はなしのハ
ンドヘルド無線デバイス、無線タブレット等を含み得る。
【0139】
図33は、ここに記載される一以上の有利な特徴を有する無線デバイス500の一例を
描く。ここに記載される一以上の特徴を有するモジュールの文脈において、かかるモジュ
ールは一般に破線ボックス400により描かれ、例えばフロントエンドモジュール(FE
M)として実装することができる。かかる例において、ここに記載される一以上のSAW
フィルタは、例えばデュプレクサ526のようなフィルタのアセンブリに含まれてよい。
【0140】
図33を参照すると、電力増幅器(PA)520は、送受信器510から各RF信号を
受信することができる。送受信器510は、増幅及び送信対象のRF信号を生成するよう
に、及び受信信号を処理するように、構成されて動作することができる。送受信器510
は、ユーザに適したデータ及び/又は音声信号と送受信器510に適したRF信号との間
の変換を与えるように構成されたベース帯域サブシステム408と相互作用をするように
示される。送受信器510はまた、無線デバイス500の動作を目的として電力を管理す
るべく構成された電力管理コンポーネント506と通信することができる。かかる電力管
理はまた、ベース帯域サブシステム508及びモジュール400の動作も制御し得る。
【0141】
ベース帯域サブシステム508は、ユーザに与えられ又はユーザから受け取る音声及び
/又はデータの様々な入力及び出力を容易にするユーザインタフェイス502に接続され
るように示される。ベース帯域サブシステム508はまた、無線デバイスの動作を容易に
するべく及び/又はユーザのための情報格納を与えるべく、データ及び/又は命令を格納
するように構成されたメモリ504に接続することができる。
【0142】
無線デバイス500の例において、PA520の出力はこれらの対応デュプレクサ52
6に引き回されるように示される。このように増幅されかつフィルタリングされた信号は
、送信を目的としてアンテナスイッチ514を介してアンテナ516へ引き回すことがで
きる。いくつかの実施形態において、デュプレクサ526により、共通アンテナ(例えば
516)を使用して送信動作及び受信動作を同時に行うことが許容され得る。図33にお
いて、受信された信号は、例えば低雑音増幅器(LNA)を含み得る「Rx」経路(図示
せず)へと引き回されるように示される。
【0143】
本明細書及び特許請求の範囲の全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限
り、「含む」等の単語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「
~を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される
単語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれ
かとなり得る2以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様
の趣旨の単語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の固有部
分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の説明に
おける用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。2以上の項目のリストを言及する単
語「又は」及び「若しくは」は、当該単語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち
、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の
組み合わせである。
【0144】
本発明の実施形態の上記説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な
形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的と
して上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も
可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態
は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを
用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合
、及び/又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々
な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われる
ように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列し
て行い又は異なる時に行うこともできる。
【0145】
ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他
のシステムにも適用することができる。上述した様々な実施形態要素及び行為は、さらな
る実施形態を与えるべく組み合わせることができる。
【0146】
本発明のいくつかの実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示
されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載され
る新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここ
に記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要
旨から逸脱することなくなし得る。特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び
要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
図1
図2
図3
図4
図5
図6A-6D】
図6E-6H】
図7A-7B】
図8A-8B】
図9A-9B】
図10A-10B】
図11A-11D】
図12A-12B】
図13A-13B】
図14A-14B】
図15A-15B】
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24A-24C】
図25A-25E】
図26A
図26B
図27A
図27B
図28
図29
図30
図31
図32
図33
【手続補正書】
【提出日】2024-04-17
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
弾性波デバイスであって、
第1表面を含む水晶基板と、
LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板であって、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、前記水晶基板の第1表面に直接係合する第2表面とを含む圧電板と、
前記圧電板の第1表面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、
前記第2表面は、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面であり、
前記インターディジタルトランスデューサ電極は、前記弾性表面波に関連付けられるトランスデューサ機能を与えるように構成され
前記圧電板の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含み、
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面であり、
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,132°45’≦θ<270°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する、弾性波デバイス。
【請求項2】
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するマイナス表面である、請求項の弾性波デバイス。
【請求項3】
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,-90°<θ<90°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する、請求項の弾性波デバイス。
【請求項4】
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因する非分極表面である、請求項の弾性波デバイス。
【請求項5】
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,90°,ψ)又は(φ,-90°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する、請求項の弾性波デバイス。
【請求項6】
角度φは90°の値を有し、角度ψは90°の値を有する、請求項の弾性波デバイス。
【請求項7】
前記圧電板はLiTaOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,10°~80°,0°)、(0°,100°~170°,0°)、(0°,190°~260°,0°)又は(0°,280°~350°,0°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項8】
前記圧電板はLiNbOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,5°~85°,0°)、(0°,95°~175°,0°)、(0°,185°~265°,0°)又は(0°,275°~355°,0°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項9】
前記圧電板はLiTaOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,5°~53°,90°)、(0°,127°~175°,90°)、(0°,185°~233°,90°)又は(0°,307°~355°,90°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項10】
前記圧電板はLiNbOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,0°~52°,90°)、(0°,126°~180°,90°)、(0°,180°~232°,90°)又は(0°,306°~360°,90°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項11】
前記圧電板はLiTaO又はLiNbOから形成され、
前記水晶基板はオイラー角(0°,0°~360°,0°~60°)又は(0°,0°~360°,120°~180°)を含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項12】
前記圧電板はLiTaO又はLiNbOから形成され、前記水晶基板はオイラー角(0°,0°~360°,0°~45°)又は(0°,0°~360°,135°~180°)を含む、請求項11の弾性波デバイス。
【請求項13】
前記圧電板の第1表面に実装されて前記インターディジタルトランスデューサ電極の第1側及び第2側に配置される第1反射器及び第2反射器をさらに含む、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項14】
前記圧電板の厚さは0.04λから1.5λの範囲にあり、数量λは前記弾性表面波の波長である、請求項1の弾性波デバイス。
【請求項15】
弾性波デバイスを作製する方法であって、
第1表面を有する水晶基板を形成すること又は与えることと、
LiTaO又はLiNbOを有する圧電板を、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面となる第2表面とを含むように形成すること又は与えることと、
前記圧電板を、前記圧電板のマイナス表面が前記水晶基板の第1表面に直接係合するように、前記水晶基板に結合することと
を含み、
前記圧電板の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含み、
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面であり、
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,132°45’≦θ<270°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する、方法。
【請求項16】
無線周波数フィルタであって、
信号を受信する入力ノードと、
フィルタリングされた信号を与える出力ノードと、
前記フィルタリングされた信号を生成するべく前記入力ノードと前記出力ノードとの間に電気的に存在するように実装される弾性波デバイスと
を含み、
前記弾性波デバイスは、第1表面を有する水晶基板と、LiTaO又はLiNbOから形成される圧電板とを含み、
前記圧電板は、弾性表面波をサポートするべく構成される第1表面と、前記水晶基板の第1表面に直接係合する第2表面とを有し、
前記第2表面は、前記圧電板の結晶構造配向に起因するマイナス表面であり、
前記圧電板の結晶構造配向はオイラー角(0°,90°<θ<270°,0°)を含み、
前記水晶基板の第1表面は、前記水晶基板の結晶構造配向に起因するプラス表面であり、
前記水晶基板の結晶構造配向はオイラー角(φ,132°45’≦θ<270°,ψ)を含み、角度φは0°≦φ<180°の範囲にある値を有し、角度ψは0°≦ψ<180°の範囲にある値を有する、無線周波数フィルタ。
【請求項17】
前記圧電板の第1表面に形成される第1インターディジタルトランスデューサ電極及び第2インターディジタルトランスデューサ電極をさらに含み、
前記第1インターディジタルトランスデューサ電極は前記入力ノードに電気的に接続され、前記第2インターディジタルトランスデューサ電極は前記出力ノードに電気的に接続される、請求項16の無線周波数フィルタ。
【外国語明細書】