特表 2024-511926 共振デバイス及び音響フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-18

(54)【発明の名称】共振デバイス及び音響フィルタ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20240311BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023550300

(86)(22)【出願日】2021-05-06

(85)【翻訳文提出日】2023-08-18

(86)【国際出願番号】 CN2021091885

(87)【国際公開番号】W WO2022174519

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】202120382966.1

(32)【優先日】2021-02-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202110194135.6

(32)【優先日】2021-02-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523315544

【氏名又は名称】偲百創（深セン）科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100185719

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 悠樹

(72)【発明者】

【氏名】▲キョウ▼頌斌

(72)【発明者】

【氏名】楊岩松

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA01

5J097AA13

5J097AA32

5J097BB15

5J097EE08

5J097FF01

5J097GG01

5J097KK03

5J097KK09

(57)【要約】

本開示は、共振デバイス及び音響フィルタを開示する。共振デバイスは、ウェハ基板、圧電層及びインターディジタル電極層を備え、圧電層は、ウェハ基板の一側に位置し、圧電層は、圧電単結晶材料を備え、圧電単結晶材料は、互いに垂直な第１の結晶軸、第２の結晶軸及び第３の結晶軸を備え、インターディジタル電極層は、圧電層のウェハ基板から離れた側に位置し、インターディジタル電極層は、圧電層内に電界を生じさせるように構成され、電界の方向は、デバイス方向であり、そのうち、第１の結晶軸は、ウェハ基板に対して垂直であり、且つデバイス方向より第２の結晶軸に回転する回転角は、角Ａ１で、－３０°≦Ａ１≦１０°であり、又は、第１の結晶軸は、ウェハ基板に対して垂直であり、且つデバイス方向より第２の結晶軸に回転する回転角は、角Ａ２で、１７０°≦Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦Ａ２≦－１７０°であり、又は、第２の結晶軸よりウェハ基板に対して垂直な方向に回転する回転角は、角Ｂ１で、－２０°≦Ｂ１≦４０°であり、且つデバイス方向より第１の結晶軸に回転する回転角は、角Ｂ２で、－２０°≦Ｂ２≦２０°である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハ基板と、
前記ウェハ基板の一側に位置し、互いに垂直な第１の結晶軸、第２の結晶軸及び第３の結晶軸を備える圧電単結晶材料を備える圧電層と、
前記圧電層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記圧電層内に方向がデバイス方向である電界を生じさせるように構成されるインターディジタル電極層とを備え、
前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、角Ａ１で、－３０°≦Ａ１≦１０°であり、
又は、前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、角Ａ２で、１７０°≦Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦Ａ２≦－１７０°であり、
又は、前記第２の結晶軸より前記ウェハ基板に対して垂直な方向に回転する回転角は、角Ｂ１で、－２０°≦Ｂ１≦４０°であり、且つ前記デバイス方向より前記第１の結晶軸に回転する回転角は、角Ｂ２で、－２０°≦Ｂ２≦２０°である、
共振デバイス。

【請求項2】

前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板から前記圧電層に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項3】

前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板から前記圧電層に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項4】

前記第１の結晶軸は、前記圧電層から前記ウェハ基板に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項5】

前記第１の結晶軸は、前記圧電層から前記ウェハ基板に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項6】

前記第２の結晶軸は、対向方向に沿って延伸する正の方向及び逆の方向を備え、
前記角Ｂ１が０°に等しい場合、前記第２の結晶軸の正の方向は、前記ウェハ基板から前記圧電層に指向するか又は前記圧電層から前記ウェハ基板に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項7】

前記ウェハ基板の主位置決め辺は、第１の方向に位置し、
前記デバイス方向は、前記電界が前記圧電層において励起する音波の伝播方向であり、前記デバイス方向より前記第１の方向に回転する回転角は、角Ｃ１で、－３０°≦Ｃ１≦３０°である、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項8】

前記インターディジタル電極層は、
いずれも前記インターディジタル電極層の第１の側に位置するバスバーに接続され、且ついずれも前記インターディジタル電極層の第１の側から第２の方向に沿って前記インターディジタル電極層の第２の側に延伸し、前記第１の側と前記第２の側とが対向する複数の第１のインターディジタル電極と、
いずれも前記インターディジタル電極層の第２の側に位置するバスバーに接続され、且ついずれも前記第２の側から前記第２の方向に沿って前記第１の側に延伸する複数の第２のインターディジタル電極とを備え、
前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極は、前記圧電層における垂直投影が交互になっており、且つ互いに絶縁されている、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項9】

前記インターディジタル電極層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記インターディジタル電極層の第１の側のバスバーの少なくとも一部の領域を覆い、且つ前記インターディジタル電極層の第２の側のバスバーの少なくとも一部の領域を覆う金属層と、
前記圧電層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記インターディジタル電極層の前記第２の方向に沿った両側に設けられ、前記インターディジタル電極層から絶縁される音響反射グリッドとをさらに備え、
前記インターディジタル電極層の前記第２の方向に沿った各側に位置する音響反射グリッドは、前記第２の方向に沿って延伸し、デバイス方向における幅が前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の０．２５倍よりも大きく、且つ前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の１０倍よりも小さい複数の金属条を備え、
前記インターディジタル電極層と隣り合う金属条との間隔は、前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の０．２倍よりも大きく、且つ前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の１０倍よりも小さく、前記デバイス方向が前記ウェハ基板に対して平行で前記第２の方向に対して垂直である、
請求項８に記載の共振デバイス。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の共振デバイスを備える、
音響フィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年０２月２０日に中国専利局に出願された、出願番号が２０２１１０１９４１３５．６である中国特許出願の優先権を主張し、該出願の全ての内容は引用により本願に組み込まれている。

【0002】

本願は、無線通信の技術分野に関し、例えば共振デバイス及び音響フィルタに関する。

【背景技術】

【0003】

高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）音響フィルタデバイスは、無線通信フロントエンドの重要な構成部分として、周波数の選択及び干渉信号の抑制の機能を有する。性能が良好な高周波音響フィルタデバイスは、送信器の感度を向上させて送信器の周波数スペクトルの占有空間を低減させることができるだけでなく、送受信機の信号対雑音比を向上させ、通信リンクにおけるモバイル機器の消費電力を低減させることもできる。高周波音響フィルタデバイスは、共振デバイスにより構成される。

【0004】

共振デバイスは、主に弾性表面波共振デバイス（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、ＳＡＷ）及びバルク弾性波共振デバイス（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、ＢＡＷ）である。ＳＡＷ共振デバイス及びＢＡＷ共振デバイスは、各々異なる周波数範囲内の技術及びコスト優勢を有する。モバイルブロードバンド及び高データレートの無線応用のニーズに合致するために、通信規格は、より高い周波数及びより広い帯域幅へと絶え間なく発展しており、関連技術におけるＳＡＷ共振デバイス及びＢＡＷ共振デバイスは、上記規格を満たすことができなくなっている。

【0005】

例えば、ＳＡＷ共振デバイスは、低コストという利点を有するが、ＳＡＷ共振デバイスの動作周波数が低く、ＳＡＷ共振デバイスの動作周波数を高めるには、共振デバイスの電極幅を調整する必要があり、これにより、ＳＡＷ共振デバイスの設計は、デバイスのパワー閾値、挿入損失及び製造コストを同時に配慮できず、動作周波数の高いＳＡＷ共振デバイスは、コストが高くなり過ぎるか、又は性能が不足する。ＢＡＷ共振デバイスは、性能及び高周波面で優れているが、ＢＡＷ共振デバイスの製造プロセスは複雑で、ＢＡＷ共振デバイスの製造コストが増加してしまい、消費電子市場のニーズを満たしにくい。

【発明の概要】

【0006】

本願は、共振デバイスの低製造コストを保証すると同時に、共振デバイスの動作周波数及び性能を向上させるための共振デバイス及び音響フィルタを提供する。

【0007】

ウェハ基板と、
前記ウェハ基板の一側に位置し、互いに垂直な第１の結晶軸、第２の結晶軸及び第３の結晶軸を備える圧電単結晶材料を備える圧電層と、
前記圧電層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記圧電層内に方向がデバイス方向である電界を生じさせるように構成されるインターディジタル電極層とを備え、
そのうち、前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、角Ａ１で、－３０°≦Ａ１≦１０°であり、
又は、前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、角Ａ２で、１７０°≦Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦Ａ２≦－１７０°であり、
又は、前記第２の結晶軸より前記ウェハ基板に対して垂直な方向に回転する回転角は、角Ｂ１で、－２０°≦Ｂ１≦４０°であり、且つ前記デバイス方向より前記第１の結晶軸に回転する回転角は、角Ｂ２で、－２０°≦Ｂ２≦２０°である、共振デバイスを提供する。

【0008】

以上に記載の共振デバイスを備える音響フィルタをさらに提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの構造模式図である。

【図2】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの平面図である。

【図3】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの断面図である。

【図4】本願の実施例に係る１つの圧電単結晶材料の構造模式図である。

【図5】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図である。

【図6】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図である。

【図7】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図である。

【図8】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図である。

【図9】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの圧電層とウェハ基板との間の結合の構造模式図である。

【図10】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図である。

【図11】本願の実施例に係る１つの共振デバイスのインターディジタル電極層とウェハ基板との間の結合の構造模式図である。

【図12】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスのインターディジタル電極層とウェハ基板との間の結合の構造模式図である。

【図13】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの平面図である。

【図14】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの断面図である。

【図15】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの断面図である。

【図16】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの平面図である。

【図17】本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの断面図である。

【図18】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの応力分布の模式図である。

【図19】本願の実施例に係る１つの共振デバイスの変位分布の模式図である。

【図20】本願の実施例に係る１つの共振デバイスのアドミタンス特性曲線である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面及び実施例に関連して本願を説明する。

【0011】

本願の実施例は、共振デバイスを提供し、図１は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの構造模式図であり、図１は、１つのウェハレベル共振デバイスの側面図であり、そのうち、図１には、該ウェハレベル共振デバイスのウェハ基板１０及び圧電層２０のみが模式的に示され、該ウェハレベル共振デバイスは、複数の共振デバイス１００を備えてもよく、図１にそれらのうちの１つの共振デバイス１００が例示的に示されている。図２は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの平面図であり、図２は、図１における共振デバイス１００の平面図であってもよい。図３は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの断面図であり、図３は、図２に示す共振デバイス１００を切断線ＡＡ’に沿って切断して得られた断面図であってもよい。図４は、本願の実施例に係る１つの圧電単結晶材料の構造模式図である。

【0012】

本願の実施例における回転変換は、右手の法則に従い、即ち方向ベクトルの頭（方向ベクトルの矢印ありの一端）に沿って方向ベクトルの尾（方向ベクトルの矢印なしの一端）へと見ると、反時計回りの回転は、正の方向の回転であり、時計回りの回転は、負の方向の回転であり、これを踏まえ、第１の方向から第２の方向に回転するときに、回転角の数値の正、負を限定することにより回転方向を表すことができる。即ち回転角度が正の値である場合、該回転角度が第１の方向から反時計回り方向に沿って第２の方向に回転して生成された角度であることを示し、回転角度が負の値である場合、該回転角度が第１の方向から時計回り方向に沿って第２の方向に回転して生成された角度であることを示す。

【0013】

図１ないし図４に関連して参照し、本願の実施例に係る共振デバイス１００は、ウェハ基板１０、圧電層２０及びインターディジタル電極層３０を備え、圧電層２０は、ウェハ基板１０の一側に位置し、圧電層２０は、圧電単結晶材料を備え、圧電単結晶材料は、互いに垂直な第１の結晶軸Ｘ、第２の結晶軸Ｙ及び第３の結晶軸Ｚを備え、インターディジタル電極層３０は、圧電層２０のウェハ基板１０から離れた側に位置し、インターディジタル電極層３０により圧電層２０内に生じさせる電界の方向は、デバイス方向Ｎ３である。

【0014】

第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１で、－３０°≦Ａ１≦１０°であり、又は、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ２で、１７０°≦Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦Ａ２≦－１７０°であり、又は、第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角は、角Ｂ１で、－２０°≦Ｂ１≦４０°であり、且つデバイス方向Ｎ３より第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、角Ｂ２で、－２０°≦Ｂ２≦２０°である。

【0015】

ウェハ基板１０の材料は、サファイアであってもよい。ウェハ基板１０は、共振デバイス１００に支持、緩衝及び保護などの作用を提供することができる。共振デバイス１００における複数の膜層は、ウェハ基板１０の上に順次形成されることで複数の共振デバイス１００を備えるウェハレベル共振デバイスを形成することができ、ウェハレベル共振デバイスが形成された後、ウェハレベル共振デバイスをカットすることにより共振デバイス１００を得ることができる。

【0016】

圧電層２０は、一定の規則に従って配置される複数の圧電単結晶材料により構成されてもよく、前記圧電単結晶材料とは、圧電効果を有する単結晶材料である。電界の作用で、圧電単結晶材料には、機械的応力が生じ、前記機械的応力により相応の歪みが発生する。本実施例において、圧電層２０の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム又は窒化アルミニウムのうちの少なくとも１種類であってもよい。

【0017】

結晶構造は、空間配列における３次元周期性を有し、各種類の結晶構造は対応して、３つの結晶軸の結晶軸座標系を含む。本実施例は、図４に示す三方晶系圧電単結晶材料の結晶構造に関連して例として模式的に説明するものに過ぎず、圧電単結晶材料の結晶構造の種類を限定するものではない。例示的に、図４に示す圧電単結晶材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム又は窒化アルミニウムのうちのいずれか１種類であってもよく、該圧電単結晶材料の結晶構造において、各結晶軸は、対向方向に沿って延伸する正の方向及び逆の方向を備え、第１の結晶軸Ｘは、正の方向が（＋Ｘ）であり、且つ負の方向が（－Ｘ）であり、第２の結晶軸Ｙは、正の方向が（＋Ｙ）であり、且つ負の方向が（－Ｙ）であり、第３の結晶軸Ｚは、正の方向が（＋Ｚ）であり、且つ負の方向が（－Ｚ）であり、第３の結晶軸Ｚは、結晶の長い体対角線に位置してもよく、体対角線の中点が座標原点であってもよく、第１の結晶軸Ｘ、第２の結晶軸Ｙ及び第３の結晶軸Ｚの３者は、右手の法則に従い、３者の間は、互いに９０°をなして相互に垂直であり、第３の結晶軸Ｚに対して垂直な平面を作ることで、第１の結晶軸Ｘ及び第２の結晶軸Ｙが所在する平面を得ることができる。

【0018】

インターディジタル電極層３０は、第２の方向Ｎ２に沿って延伸する２組のインターディジタル電極を備えてもよく、前記２組のインターディジタル電極は、圧電層２０において、２つの手がいずれも圧電層２０に対して平行であり且つ２つの手の圧電層２０における垂直投影が重なり合わないときに、２つの手の手掌が対向し且つ２つの手の手指が相互交差状を呈するものと類似する金属電極パターンを形成する。前記２組のインターディジタル電極に電気信号（例えば電源電圧信号など）が提供されると、前記２組のインターディジタル電極は、圧電層２０に近い空間及び圧電層２０内においてウェハ基板１０に対して平行で第２の方向Ｎ２に対して垂直な電界を誘導して生じさせ、即ち圧電層２０の厚さ方向全体にいずれもウェハ基板１０に対して平行で第２の方向Ｎ２に対して垂直な電界を生じさせる。本実施例において、説明を容易にするために、前記２組のインターディジタル電極により圧電層２０内に生じさせる電界の方向は、デバイス方向Ｎ３として定義される。

【0019】

一方、圧電層２０の厚さ方向全体にいずれもウェハ基板１０に対して平行で第２の方向Ｎ２に対して垂直な電界が生じると、圧電単結晶材料には、電界の作用で相応の歪みが発生し、これにより、圧電層２０においてウェハ基板１０に対して平行で第２の方向Ｎ２に対して垂直な方向に沿って伝播する弾性表面波が励起される。第２の方向Ｎ２（即ちインターディジタル電極の延伸方向）が縦方向として、第２の方向Ｎ２に対して垂直な方向（即ちインターディジタル電極の延伸方向に対して垂直な方向、つまりデバイス方向Ｎ３）が横方向として定義されれば、圧電単結晶材料は、圧電層２０内の横方向電界によって分極され、圧電層２０内で伝播する弾性表面波は、分極方向が縦方向であり、即ち縦方向で分極した音波である。最後に、弾性表面波は、相応の電気信号に変換されて出力され、共振デバイス１００は、フィルタリング動作を完成させる。

【0020】

上記内容に基づいて、本実施例の技術態様において、共振デバイス１００の複数の膜層（即ちウェハ基板１０、圧電層２０及びインターディジタル電極層３０）の間は、特定の方式により結合され、即ち、圧電層２０の圧電単結晶材料は、特定のボンディングの方式によりウェハ基板１０にボンディングされてウェハ基板１０に形成され、且つインターディジタル電極層３０のデバイス方向Ｎ３は、圧電層２０の圧電単結晶材料に対して特定の設置方式を有し、以下、これについて説明する。

【0021】

（一）、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１で、－３０°≦Ａ１≦１０°である。このような場合、圧電層２０とウェハ基板１０との間のボンディング方式は、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘがウェハ基板１０に対して垂直である（例えば第１の結晶軸Ｘの正の方向（＋Ｘ）がウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向であり、又は第１の結晶軸Ｘの負の方向（－Ｘ）がウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向である）ものであり、且つ、インターディジタル電極層３０と圧電層２０との間の設置関係は、デバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角が－３０°ないし１０°のうちの任意の１つの角度（例えば－２５°、－２０°、－１５°又は－１０°など）であるものである。例示的に、図５は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図５において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１であり、そのうち、角Ａ１は、－３０°に等しく、図６は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図６において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１であり、そのうち、角Ａ１は、０°に等しく、図７は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図７において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１であり、そのうち、角Ａ１は、１０°に等しい。

【0022】

（二）、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ２で、１７０°≦Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦Ａ２≦－１７０°である。このような場合、圧電層２０とウェハ基板１０との間のボンディング方式は、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘがウェハ基板１０に対して垂直であるものであり、且つ、インターディジタル電極層３０と圧電層２０との間の設置関係は、デバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角が１７０°ないし２１０°又は－２１０°ないし－１７０°のうちの任意の１つの角度（例えば１８０°、１９０°、２１０°、－１８０°、－１９０°又は－２１０°など）であるものである。例示的に、図８は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図８において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ２であり、そのうち、角Ａ２は、－１７０°に等しい。

【0023】

（三）、第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角は、角Ｂ１で、－２０°≦Ｂ１≦４０°であり、且つデバイス方向Ｎ３より第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、角Ｂ２で、－２０°≦Ｂ２≦２０°である。このような場合、圧電層２０とウェハ基板１０との間のボンディング方式は、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角が－２０°ないし４０°のうちの任意の１つの角度（例えば－１０°、０°、１０°、２０°又は３０°など）であるものであり、且つ、インターディジタル電極層３０と圧電層２０との間の設置関係は、デバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに回転する回転角が－２０°ないし－２０°のうちの任意の１つの角度（例えば－１０°、０°又は１０°など）であるものである。例示的に、図９は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの圧電層とウェハ基板との間の結合の構造模式図であり、図９の（ａ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、角Ｂ１であり、そのうち、角Ｂ１は、４０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向であり、図９の（ｂ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、角Ｂ１であり、そのうち、角Ｂ１は、－２０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向であり、図９の（ｃ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、角Ｂ１であり、そのうち、角Ｂ１は、４０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向する方向であり、図９の（ｄ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、角Ｂ１であり、そのうち、角Ｂ１は、－２０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向する方向であり、これにより、図９から分かるように、本実施において、圧電層２０の圧電単結晶材料は、様々な異なる方式によりウェハ基板１０の表面にボンディングされて形成されてもよく、図１０は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図１０の（ａ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角は、角Ｂ１であり、そのうち、角Ｂ１は、－２０°に等しく、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、角Ｂ２であり、そのうち、角Ｂ２は、－２０°に等しい。

【0024】

本実施例は、上記いくつかの共振デバイス１００の複数の膜層（即ちウェハ基板１０、圧電層２０及びインターディジタル電極層３０）の間の結合方式により、共振デバイス１００の動作周波数及び性能を向上させる。原理は、
音波の固体材料で伝播する波速度の大きさは、固体材料の体積弾性率及び密度によって決まり、体積弾性率と密度との比の値が大きいほど、波速度が大きくなり、サファイアウェハ基板１０の体積弾性率と密度との比の値が極めて高く、同時に圧電単結晶材料の体積弾性率が異方性（その値が複数の格子方向で異なる）を有し、上記いくつかのサファイアウェハ基板１０と圧電単結晶材料とのボンディング方式、つまり上記いくつかの結合方式は、圧電単結晶材料の最大体積弾性率を利用可能であり、そのため、本実施例は、上記いくつかの結合方式により弾性表面波の共振デバイス１００で伝播する波速度を極めて大きく向上させ、弾性表面波のウェハ基板１０及び圧電層２０で伝播する波速度を極めて大きく向上させることにある。

【0025】

ｆ＝ｖ／（２＊Ｗｐｉ）であり、そのうち、ｆが共振デバイス１００の動作周波数であり、ｖが共振デバイス１００における弾性表面波が伝播する波速度であり、Ｗｐｉがインターディジタル電極の間の間隔であるため、本実施は、インターディジタル電極の間の間隔が変えられない場合、弾性表面波のウェハ基板１０及び圧電層２０で伝播する波速度ｖを向上させることにより共振デバイス１００の動作周波数を向上させ、同時に、本実施は、インターディジタル電極の間の間隔を変える必要も共振デバイス１００の電極幅を調整する必要もなく、上記結合方式を設定する場合であれば、共振デバイス１００の動作周波数を向上させることができ、共振デバイス１００の低製造コストが保証され、また、圧電層２０を上記いくつかの特定方向でウェハ基板１０にボンディングさせることはさらに、共振デバイス１００の置き方向とウェハ基板１０の主位置決め辺とがなす角度を小さくし、ウェハ基板１０の利用率の最大化の実現に寄与する。

【0026】

圧電単結晶材料が異方性の特徴を有するため、圧電層２０を上記いくつかの特定方向でウェハ基板１０にボンディングさせて、共振デバイス１００の内部の幾何形状及び構造を調整することはさらに、圧電層２０に発生する圧電効果を増強し、共振デバイス１００の電気機械結合係数を高めて、共振デバイス１００の性能を増強することに寄与する。

【0027】

以上のことから分かるように、本願の実施例の技術態様は、関連技術におけるＳＡＷ共振デバイス及びＢＡＷ共振デバイスの２者がいずれも共振デバイスの低製造コスト、高動作周波数及び性能を同時に配慮できないという技術課題を解決し、共振デバイスの低製造コストを保証すると同時に、共振デバイスの動作周波数及び性能を向上させて、第５世代モバイル通信システム（ｔｈｅ ５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ、５Ｇ）の通信規格のニーズを満たすことに有利である。

【0028】

以下、共振デバイス１００の複数の膜層（即ちウェハ基板１０、圧電層２０及びインターディジタル電極層３０）の間が上記いくつかの状況で結合される方式について説明する。

【0029】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１である。

【0030】

該種類の方式は、上記状況（一）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、－３０°ないし１０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図７におけるものを参照可能であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、右手の法則に応じて、圧電層２０よりウェハ基板１０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、反時計回り方向に沿って１０°回転して圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに至り、そのうち、回転角Ａ１は、１０°に等しい。

【0031】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ２である。

【0032】

該種類の方式は、上記状況（二）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、１７０°ないし２１０°又は－２１０°ないし－１７０°のうちの任意の１つの角度である。

【0033】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ１である。

【0034】

該種類の方式は、上記状況（一）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、－３０°ないし１０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図５におけるものを参照可能であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、右手の法則に応じて、ウェハ基板１０より圧電層２０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、時計回り方向に沿って３０°回転して圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに至り、そのうち、回転角Ａ１は、－３０°に等しい。

【0035】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、角Ａ２である。

【0036】

該種類の方式は、上記状況（二）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、１７０°ないし２１０°又は－２１０°ないし－１７０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図８におけるものを参照可能であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、右手の法則に応じて、ウェハ基板１０より圧電層２０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、時計回り方向に沿って１７０°回転して圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに至り、そのうち、回転角Ａ２は、－１７０°に等しい。

【0037】

好ましくは、角Ｂ１が０°に等しい場合、第２の結晶軸Ｙは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向するか又は圧電層２０からウェハ基板１０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、角Ｂ２である。

【0038】

該種類の方式は、上記状況（三）についての説明であり、角Ｂ１が０°に等しい場合、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙは、ウェハ基板１０の平面内又は平面外に指向し（即ち第２の結晶軸Ｙが圧電層２０からウェハ基板１０に指向するか又はウェハ基板１０から圧電層２０に指向する）、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、－２０°ないし２０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図１０におけるものを参照可能であり、図１０の（ｂ）において、角Ｂ１が０°に等しい場合、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、右手の法則に応じて、圧電層２０よりウェハ基板１０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、時計回り方向に沿って２０°回転して圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに至り、そのうち、回転角Ｂ２は、－２０°である。

【0039】

本実施例において、インターディジタル電極層３０のデバイス方向Ｎ３は圧電層２０の圧電単結晶材料に対して特定の設置方式を有するだけでなく、インターディジタル電極層３０のデバイス方向Ｎ３はウェハ基板１０に対して特定の設置方式を有してもよい。図１１は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスのインターディジタル電極層とウェハ基板との間の結合の構造模式図であり、図１２は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスのインターディジタル電極層とウェハ基板との間の結合の構造模式図である。ウェハ基板１０の主位置決め辺１１は、第１の方向Ｎ１に位置し、インターディジタル電極層３０で圧電層２０内に生じさせる電界により圧電層２０において励起される音波の伝播方向より、第１の方向Ｎ１に回転する回転角は、角Ｃ１であり、－３０°≦Ｃ１≦３０°である。

【0040】

インターディジタル電極層３０で圧電層２０内に生じさせる電界により圧電層２０において励起される音波の伝播方向は、つまり本実施例におけるデバイス方向Ｎ３であり、デバイス方向Ｎ３より第１の方向Ｎ１（即ちウェハ基板１０の主位置決め辺）に回転する回転角は、－３０°ないし３０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図１１を参照し、図１１は、デバイス方向Ｎ３より第１の方向Ｎ１に回転する回転角が－３０°である場合を模式的に示しており、図１を参照し、図１は、デバイス方向Ｎ３より第１の方向Ｎ１に回転する回転角が０°である場合を模式的に示しており、図１２を参照し、図１２は、デバイス方向Ｎ３より第１の方向Ｎ１に回転する回転角が３０°である場合を模式的に示している。

【0041】

圧電層２０には、インターディジタル電極層３０により印加された電界の作用で機械的応力が生じて、相応の歪みが発生し、これにより、圧電層２０においてデバイス方向Ｎ３に沿って伝播する弾性表面波が励起され、圧電層２０における圧電単結晶材料が異方性の特徴を有することを考慮し、本実施例は、デバイス方向Ｎ３より第１の方向Ｎ１に回転する回転角を、－３０°よりも大きいか又は等しく且つ３０°よりも小さいか又は等しくなるように設定することにより、インターディジタル電極の方向とウェハ基板１０との間の相対位置関係を調整することを実現し、圧電単結晶材料の最大体積弾性率を利用して、圧電層２０に発生する圧電効果を増強し、共振デバイス１００の電気機械結合係数を高めて、共振デバイス１００の性能を増強して共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【0042】

好ましくは、図２及び図３を参照し、インターディジタル電極層３０は、複数の第１のインターディジタル電極３１０及び複数の第２のインターディジタル電極３２０を備え、複数の第１のインターディジタル電極３１０は、いずれもインターディジタル電極層３０の第１の側に位置するバスバー３１１に接続され、且つ複数の第１のインターディジタル電極３１０は、いずれもインターディジタル電極層３０の第１の側から第２の方向Ｎ２に沿ってインターディジタル電極層３０の第２の側に延伸し、第１の側と第２の側とは対向し、複数の第２のインターディジタル電極３２０は、いずれもインターディジタル電極層３０の第２の側に位置するバスバー３２１に接続され、且つ複数の第２のインターディジタル電極３２０は、いずれも第２の側から第２の方向Ｎ２に沿って第１の側に延伸し、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の圧電層２０における垂直投影は、交互になっており、且つ第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０とは、互いに絶縁されている。

【0043】

第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０は、いずれも金属電極であり、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の材料は、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ、Ｔｉ）、銀（Ｓｉｌｖｅｒ、Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、Ａｌ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ、Ｃｕ）、銅アルミニウム合金（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｐｐｅｒ ａｌｌｏｙ、ＡｌＣｕ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ、Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ、Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ、Ｍｏｌｙ）及びタングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ、Ｗ）のうちのいずれか１種類を含んでもよく、又は第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の材質は、上記材料の組合せであってもよい。各第１のインターディジタル電極３１０は、共通電極、即ちインターディジタル電極層３０の第１の側のバスバー３１１に接続され、各第２のインターディジタル電極３２０は、共通電極、即ちインターディジタル電極層３０の第２の側のバスバー３２１に接続される。複数の第１のインターディジタル電極３１０の幅は、同じ又は異なる可能性があり、複数の第２のインターディジタル電極３２０の幅も、同じ又は異なる可能性がある。共振デバイス１００の動作時に、第１のインターディジタル電極３１０には、インターディジタル電極層３０の第１の側のバスバー３１１を介して電源信号Ｖｉｎが入力され、第２のインターディジタル電極３２０には、インターディジタル電極層３０の第２の側のバスバー３２１を介して接地信号ＧＮＤが入力され、これにより、インターディジタル電極層３０が圧電層２０に第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０に対して垂直な方向における電界、即ちデバイス方向Ｎ３の電界を印加することを可能にし、圧電層２０の厚さ方向全体にいずれもデバイス方向Ｎ３の電界を生じさせて、デバイス方向Ｎ３に沿って伝播する弾性表面波、即ち縦方向で分極した音波を励起し、弾性表面波を相応の電気信号に変換して出力して、フィルタリングを実現する。

【0044】

図１３は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの平面図であり、図１３は、図１における共振デバイス１００の他の１つの平面図であってもよい。図１３に示すように、好ましくは、インターディジタル電極層３０を、複数の第１のダミーインターディジタル電極３１２及び複数の第２のダミーインターディジタル電極３２２をさらに備えるように設け、第１のダミーインターディジタル電極３１２は、隣り合う第１のインターディジタル電極３１０の間に位置し且つ第１の側のバスバー３１１に接続され、第１のダミーインターディジタル電極３１２は、第１の側から第２の方向Ｎ２に沿って第２の側に延伸し、第２のダミーインターディジタル電極３２２は、隣り合う第２のインターディジタル電極３２０の間に位置し且つ第２の側のバスバー３２１に接続され、第２のダミーインターディジタル電極３２２は、第２の側から第２の方向Ｎ２に沿って第１の側に延伸し、第１のダミーインターディジタル電極３１２、第２のダミーインターディジタル電極３２２、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０は、互いに絶縁されている。第１のダミーインターディジタル電極３１２及び第２のダミーインターディジタル電極３２２の材質は、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の材質と同じであってもよく、本実施例は、第１のダミーインターディジタル電極３１２及び第２のダミーインターディジタル電極３２２を設け、インターディジタル電極とオフされた仮想短絡基フィンガーを形成する（例えば、第１のダミーインターディジタル電極３１２が、対応する第２のインターディジタル電極３２０とオフされた仮想短絡基フィンガーを形成し、第２のダミーインターディジタル電極３２２が、対応する第１のインターディジタル電極３１０とオフされた仮想短絡基フィンガーを形成する）ことにより、共振デバイス１００に励起される弾性表面波を第１のダミーインターディジタル電極３１２及び第２のダミーインターディジタル電極３２２に伝播するときに反射させて、弾性表面波を共振デバイス１００の第２の方向Ｎ２に沿った内部に制限して、共振デバイス１００のエネルギー反射率を向上させて不要なスプリアス応答を抑制する。

【0045】

図１４は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの断面図であり、図１４は、図１３に示す共振デバイス１００を切断線ｂｂ’に沿って切断して得られた断面図であってもよい。図２、図１３及び図１４に関連して、好ましくは、共振デバイス１００は、圧電層２０のウェハ基板１０から離れた側に位置する音響反射グリッド３３０をさらに備え、音響反射グリッド３３０は、インターディジタル電極層３０の第２の方向Ｎ２に沿った両側に設けられ、インターディジタル電極層３０から絶縁され、各音響反射グリッド３３０は、第２の方向Ｎ２に沿って延伸する複数の金属条３３１を備え、金属条３３１の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）における幅Ｗｒは、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）における幅Ｗｅの０．２５倍よりも大きく、且つ第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）における幅Ｗｅの１０倍よりも小さく、そのうち、第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）は、ウェハ基板１０に対して平行で第２の方向Ｎ２に対して垂直であり、インターディジタル電極層３０と隣り合う金属条３３１との間隔Ｗｇは、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向Ｎ３における幅Ｗｅの０．２倍よりも大きく、且つ第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向Ｎ３における幅Ｗｅの１０倍よりも小さい。

【0046】

音響反射グリッド３３０の材質は、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の材質と同じでも又は異なってもよい。音響反射グリッド３３０における金属条３３１の両端は、それぞれバス、即ちバス３３２及びバス３３３に接続される。第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０に接続されたバスバーは、音響反射グリッド３３０における金属条３３１に接続されたバスと繋がってもよいし、接続しなくてもよく、図２及び図１３は、いずれもインターディジタル電極に接続されたバスバーが音響反射グリッドにおける金属条に接続されたバスと繋がらない場合を示している。本実施例は、インターディジタル電極層３０の両側に音響反射グリッド３３０を設けることにより、音波の回折原理に基づいて、共振デバイス１００の両側の音響反射グリッド３３０の外部に伝播する弾性表面波を減少可能であり、弾性表面波を共振デバイス１００の第３の方向Ｎ３に沿った内部に制限して、共振デバイス１００の電気エネルギーと機械エネルギーとの間のエネルギー変換効率を向上させることに寄与する。

【0047】

インターディジタル電極層３０と隣り合う金属条３３１との間隔Ｗｇとは、音響反射グリッドにおけるインターディジタル電極に最も近い金属条３３１と、インターディジタル電極層３０における音響反射グリッドに最も近い第１のインターディジタル電極３１０又は第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔である。図１４は、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）における幅がいずれもＷｅである場合を模式的に示しており、本実施例は、金属条３３１の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）における幅を０．２５Ｗｅ＜Ｗｒ＜１０Ｗｅに、且つインターディジタル電極層３０と隣り合う金属条３３１との間隔を０．２Ｗｅ＜Ｗｇ＜１０Ｗｅに設定することにより、共振デバイス１００の音響反射グリッドで生じられる音波回折を弱めて、共振デバイス１００の両側の音響反射グリッド３３０の外部に伝播する弾性表面波を減少させることに寄与し、弾性表面波を共振デバイス１００の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）に沿った内部に制限して、共振デバイス１００の電気エネルギーと機械エネルギーとの間のエネルギー変換効率を向上させることに寄与する。

【0048】

図１３及び図１４に関連して、上記実施例を踏まえ、好ましくは、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）における幅を２５０ｎｍ＜Ｗｅ＜１μｍに設定し、これにより、インターディジタル電極の幅の調節で共振デバイス１００の電気機械結合係数を調節して、共振デバイス１００の性能を増強して共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【0049】

図１３及び図１４に関連して、好ましくは、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０の総個数を５０よりも大きくなるように設定し、これにより、インターディジタル電極の個数の調節で共振デバイス１００の電気機械結合係数を調節して、共振デバイス１００の性能を増強して共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。好ましくは、音響反射グリッド３３０における金属条３３１の総個数を５０よりも大きくなるように設定し、これにより、共振デバイス１００の両側の音響反射グリッド３３０の外部に伝播する弾性表面波を減少させ、弾性表面波を共振デバイス１００の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）に沿った内部に制限して、共振デバイス１００の電気エネルギーと機械エネルギーとの間のエネルギー変換効率を向上させることに寄与する。

【0050】

図１３及び図１４に関連して、好ましくは、第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０とが第２の方向Ｎ２に沿って重畳する長さを１５μｍ＜Ｌａ＜２００μｍに、第２のインターディジタル電極３２０とインターディジタル電極層３０の第１の側のバスバー３１１との間の距離（即ち第１のインターディジタル電極３１０とインターディジタル電極層３０の第２の側のバスバー３２１との間の距離）を２５０ｎｍ＜Ｌｇ＜５μｍに設定し、これにより、共振デバイス１００の電気機械結合係数を調節して、共振デバイス１００の性能を増強して共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【0051】

図１３及び図１４に関連して、好ましくは、インターディジタル電極層３０における隣り合う第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔を５００ｎｍ＜Ｗｐｉ＜２μｍに設定し、隣り合う第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔は、第１のインターディジタル電極３１０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）に沿った中心と隣り合う第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）に沿った中心との間の距離であってもよい。ｆ＝ｖ／（２＊Ｗｐｉ）であり、そのうち、ｆが共振デバイス１００の動作周波数であり、ｖが共振デバイス１００における弾性表面波が伝播する波速度であるため、波速度が変わらない場合、第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔Ｗｐｉが小さいほど、共振デバイス１００の動作周波数が高くなり、本実施例は、第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔を設定することにより、共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【0052】

図１３及び図１４に関連して、好ましくは、第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０のウェハ基板１０に対して垂直な方向に沿った厚さを５０ｎｍ＜Ｔｅ＜２００ｎｍに、圧電層２０のウェハ基板１０から離れた側の表面とパッシベーション層５０の圧電層２０から離れた側の表面との間のパッシベーション層５０の厚さを１００ｎｍ＜Ｔｐ１＜６００ｎｍに、圧電層２０のウェハ基板１０に対して垂直な方向に沿った厚さを３００ｎｍ＜Ｔｐ２＜１μｍに設定し、これにより、インターディジタル電極の厚さ、パッシベーション層５０の厚さ及び圧電層２０の厚さの調節で共振デバイス１００の電気機械結合係数を調節して、共振デバイス１００の性能を増強して共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【0053】

上記実施例を踏まえ、好ましくは、さらに、圧電層とウェハ基板との間に１層又は複数層の誘電層を設けてもよく、これにより、共振デバイスの電気機械結合係数を調節して、共振デバイスの性能を改善する。

【0054】

図１５は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの断面図であり、図１５は、図１３に示す共振デバイス１００を切断線ｂｂ’に沿って切断して得られた他の１つの断面図であってもよい。図３、図１４及び図１５に示すように、好ましくは、共振デバイス１００は、インターディジタル電極層３０のウェハ基板１０から離れた側に位置するパッシベーション層５０をさらに備え、且つパッシベーション層５０は、インターディジタル電極層３０を覆う。

【0055】

パッシベーション層５０の材質は、二酸化ケイ素（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＳｉＯ２）又は窒化ケイ素（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ、ＳｉＮｘ）であってもよく、本実施例は、インターディジタル電極層３０を覆うようにパッシベーション層５０を設けることにより、環境における湿度及び酸化を遮断し、インターディジタル電極層３０に対する保護を実現する。インターディジタル電極層３０のウェハ基板１０から離れた側にパッシベーション層５０を形成するときに、パッシベーション層５０のウェハ基板１０から離れた側の上表面を平面に形成させてもよく、又はパッシベーション層５０の上表面の起伏をインターディジタル電極層３０の上表面の形態と一致させてもよい。

【0056】

図１６は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの平面図であり、図１６は、図１における共振デバイス１００の他の１つの平面図であってもよく、図１７は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの断面図であり、図１７は、図１６に示す共振デバイス１００を切断線ＣＣ’に沿って切断して得られた他の１つの断面図であってもよい。図１６及び図１７に関連して、好ましくは、共振デバイス１００は、インターディジタル電極層３０のウェハ基板１０から離れた側に位置する金属層６０をさらに備え、金属層６０は、インターディジタル電極層３０の第１の側のバスバー３１１の少なくとも一部の領域を覆い、且つインターディジタル電極層３０の第２の側のバスバー３２１の少なくとも一部の領域を覆う。

【0057】

金属層６０の材料は、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銅アルミニウム合金（ＡｌＣｕ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏｌｙ）及びタングステン（Ｗ）のうちのいずれか１種類を含んでもよく、又は上記材料の組合せであってもよい。本実施例は、インターディジタル電極層３０の第１の側のバスバー３１１の少なくとも一部の領域を覆い、インターディジタル電極層３０の第２の側のバスバー３２１の少なくとも一部の領域を覆うように金属層６０を設けることにより、共振デバイス１００に励起される弾性表面波を金属層６０に伝播するときに反射させて弾性表面波を共振デバイス１００の第２の方向Ｎ２に沿った内部に制限することに寄与し、同時に、金属層６０は、インターディジタル電極に金属層６０及びそれにより覆われたバスバーを介して電気信号がアクセスされるように、パッケージが完了された共振デバイス１００の表面に露出してもよい。

【0058】

図１８は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの応力分布の模式図であり、図１８は、電界の作用での、図１３に示す共振デバイス１００の複数の膜層の応力分布状況を模式的に示している。図１３、図１４及び図１８に関連して、電界の作用で、共振デバイス１００に生じた機械的応力は、主に圧電層２０、インターディジタル電極層３０及びパッシベーション層５０に存在し、ウェハ基板１０には少量の応力しか存在しない。且つ第１のインターディジタル電極３１０に電源信号Ｖｉｎが入力され、第２のインターディジタル電極３２０に接地信号ＧＮＤが入力されるため、第２のインターディジタル電極３２０は、それぞれ両側の第１のインターディジタル電極３１０と圧電層２０の厚さ方向全体において反対方向となる電界Ｅ１及びＥ２を生じさせることができ、相応して、圧電層２０において共振デバイス１００に生じた応力は極値に到達する。図１８には、圧電層２０における第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間に対応する位置での応力が極大値に到達し（Ｍａｘに近い）、圧電層２０における第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０に対応する位置での応力がそれぞれ極小値に到達する（－Ｍａｘに近い）ことが示されている。

【0059】

図１９は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの振動変位分布の模式図であり、図１９は、電界の作用での、図１３に示す共振デバイス１００の複数の膜層の振動変位分布状況を模式的に示している。図１３、図１４及び図１９に関連して、共振デバイス１００における音波の伝播で生じられた定在波による振動変位は、主に圧電層２０、インターディジタル電極層３０及びパッシベーション層５０にあり、ウェハ基板１０には少量の変位しか存在しない。図１９には、圧電層２０における第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間に対応する位置での振動変位が極小値に到達し（Ｍｉｎに近い）、圧電層２０における第１のインターディジタル電極３１０及び第２のインターディジタル電極３２０に対応する位置での振動変位が極大値に到達する（Ｍａｘに近い）ことが示されている。

【0060】

図２０は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスのアドミタンス特性曲線であり、図２０は、図１３及び図１４に示す共振デバイス１００に対して模擬実験を行って得られたアドミタンス特性曲線であってもよい。図２０における（ａ）に示すように、固有周波数を利用して模擬を行い、本願の実施例に係る共振デバイス１００の共振周波数、つまり動作周波数

は、１．７５ＧＨｚであり、相応の電気機械結合係数

は、３２．７％に到達可能であり、図２０における（ｂ）に示すように、図２０における（ｂ）は、図２０における（ａ）の広帯域応答であり、同等のパラメータで、動作周波数は、０．１ＧＨｚないし４ＧＨｚであり、これから分かるように、本実施例の態様は、共振デバイス１００の電気機械結合係数及び動作周波数を高めることに寄与し、該態様に対応する共振デバイス１００の複数の膜層の厚さ、幅、インターディジタル電極のサイズ及び位置、並びに音響反射グリッドのインターディジタル電極に対するサイズ及び位置に応じて共振デバイス１００の選択可能な構造及びサイズを決定することに寄与する。

【0061】

本願の実施例は、上記任意の技術態様に記載の共振デバイスを備える音響フィルタをさらに提供する。本願の実施例に係る音響フィルタ及び上記任意の技術態様に係る共振デバイスは、同様の構想に属し、両者は同様の技術的効果を実現可能であり、重複する内容については繰り返し説明しない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-18

【手続補正1】

【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】

ウェハ基板と、
前記ウェハ基板の一側に位置し、互いに垂直な第１の結晶軸、第２の結晶軸及び第３の結晶軸を備える圧電単結晶材料を備える圧電層と、
前記圧電層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記圧電層内に方向がデバイス方向である電界を生じさせるように構成されるインターディジタル電極層とを備え、
前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、∠Ａ１で、－３０°≦∠Ａ１≦１０°であり、
又は、前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、∠Ａ２で、１７０°≦∠Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦∠Ａ２≦－１７０°であり、
又は、前記第２の結晶軸より前記ウェハ基板に対して垂直な方向に回転する回転角は、∠Ｂ１で、－２０°≦∠Ｂ１≦４０°であり、且つ前記デバイス方向より前記第１の結晶軸に回転する回転角は、∠Ｂ２で、－２０°≦∠Ｂ２≦２０°である、
共振デバイス。

【請求項2】

前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板から前記圧電層に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項3】

前記第１の結晶軸は、前記圧電層から前記ウェハ基板に指向する、
請求項１に記載の共振デバイス。

【請求項4】

前記第２の結晶軸は、対向方向に沿って延伸する正の方向及び逆の方向を備え、
前記∠Ｂ１が０°に等しい場合、前記第２の結晶軸の正の方向は、前記ウェハ基板から前記圧電層に指向するか又は前記圧電層から前記ウェハ基板に指向する、
請求項１～３の何れか１項に記載の共振デバイス。

【請求項5】

前記ウェハ基板の主位置決め辺は、第１の方向に位置し、
前記デバイス方向は、前記電界が前記圧電層において励起する音波の伝播方向であり、前記デバイス方向より前記第１の方向に回転する回転角は、∠Ｃ１で、－３０°≦∠Ｃ１≦３０°である、
請求項１～３の何れか１項に記載の共振デバイス。

【請求項6】

前記インターディジタル電極層は、
いずれも前記インターディジタル電極層の第１の側に位置するバスバーに接続され、且ついずれも前記インターディジタル電極層の第１の側から第２の方向に沿って前記インターディジタル電極層の第２の側に延伸し、前記第１の側と前記第２の側とが対向する複数の第１のインターディジタル電極と、
いずれも前記インターディジタル電極層の第２の側に位置するバスバーに接続され、且ついずれも前記第２の側から前記第２の方向に沿って前記第１の側に延伸する複数の第２のインターディジタル電極とを備え、
前記複数の第１のインターディジタル電極のうちのそれぞれ及び前記複数の第２のインターディジタル電極のうちの相応の１つの前記圧電層における垂直投影は交互になっており、且つ前記複数の第１のインターディジタル電極及び前記複数の第２のインターディジタル電極は互いに絶縁されている、
請求項１～３の何れか１項に記載の共振デバイス。

【請求項7】

前記インターディジタル電極層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記インターディジタル電極層の第１の側のバスバーの少なくとも一部の領域を覆い、且つ前記インターディジタル電極層の第２の側のバスバーの少なくとも一部の領域を覆う金属層と、
前記圧電層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記インターディジタル電極層の前記第２の方向に沿った両側に設けられ、前記インターディジタル電極層から絶縁される音響反射グリッドとをさらに備える、
請求項６に記載の共振デバイス。

【請求項8】

前記インターディジタル電極層の前記第２の方向に沿った各側に位置する音響反射グリッドは、前記第２の方向に沿って延伸し、デバイス方向における幅が前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の０．２５倍よりも大きく、且つ前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の１０倍よりも小さい複数の金属条を備える、
請求項７に記載の共振デバイス。

【請求項9】

前記インターディジタル電極層と隣り合う金属条との間隔は、前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の０．２倍よりも大きく、且つ前記第１のインターディジタル電極及び前記第２のインターディジタル電極の前記デバイス方向における幅の１０倍よりも小さく、前記デバイス方向が前記ウェハ基板に対して平行で前記第２の方向に対して垂直である、
請求項７又は８に記載の共振デバイス。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の共振デバイスを備える、
音響フィルタ。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

ウェハ基板と、
前記ウェハ基板の一側に位置し、互いに垂直な第１の結晶軸、第２の結晶軸及び第３の結晶軸を備える圧電単結晶材料を備える圧電層と、
前記圧電層の前記ウェハ基板から離れた側に位置し、前記圧電層内に方向がデバイス方向である電界を生じさせるように構成されるインターディジタル電極層とを備え、
そのうち、前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、∠Ａ１で、－３０°≦∠Ａ１≦１０°であり、
又は、前記第１の結晶軸は、前記ウェハ基板に対して垂直であり、且つ前記デバイス方向より前記第２の結晶軸に回転する回転角は、∠Ａ２で、１７０°≦∠Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦∠Ａ２≦－１７０°であり、
又は、前記第２の結晶軸より前記ウェハ基板に対して垂直な方向に回転する回転角は、∠Ｂ１で、－２０°≦∠Ｂ１≦４０°であり、且つ前記デバイス方向より前記第１の結晶軸に回転する回転角は、∠Ｂ２で、－２０°≦∠Ｂ２≦２０°である、共振デバイスを提供する。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0014】

第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１で、－３０°≦∠Ａ１≦１０°であり、又は、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ２で、１７０°≦∠Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦∠Ａ２≦－１７０°であり、又は、第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角は、∠Ｂ１で、－２０°≦∠Ｂ１≦４０°であり、且つデバイス方向Ｎ３より第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、∠Ｂ２で、－２０°≦∠Ｂ２≦２０°である。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0021】

（一）、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１で、－３０°≦∠Ａ１≦１０°である。このような場合、圧電層２０とウェハ基板１０との間のボンディング方式は、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘがウェハ基板１０に対して垂直である（例えば第１の結晶軸Ｘの正の方向（＋Ｘ）がウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向であり、又は第１の結晶軸Ｘの負の方向（－Ｘ）がウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向である）ものであり、且つ、インターディジタル電極層３０と圧電層２０との間の設置関係は、デバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角が－３０°ないし１０°のうちの任意の１つの角度（例えば－２５°、－２０°、－１５°又は－１０°など）であるものである。例示的に、図５は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図５において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１であり、そのうち、∠Ａ１は、－３０°に等しく、図６は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図６において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１であり、そのうち、∠Ａ１は、０°に等しく、図７は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図７において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１であり、そのうち、∠Ａ１は、１０°に等しい。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0022】

（二）、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ２で、１７０°≦∠Ａ２≦２１０°又は－２１０°≦∠Ａ２≦－１７０°である。このような場合、圧電層２０とウェハ基板１０との間のボンディング方式は、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘがウェハ基板１０に対して垂直であるものであり、且つ、インターディジタル電極層３０と圧電層２０との間の設置関係は、デバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角が１７０°ないし２１０°又は－２１０°ないし－１７０°のうちの任意の１つの角度（例えば１８０°、１９０°、２１０°、－１８０°、－１９０°又は－２１０°など）であるものである。例示的に、図８は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図８において、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０に対して垂直であり、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ２であり、そのうち、∠Ａ２は、－１７０°に等しい。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0023】

（三）、第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角は、∠Ｂ１で、－２０°≦∠Ｂ１≦４０°であり、且つデバイス方向Ｎ３より第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、∠Ｂ２で、－２０°≦∠Ｂ２≦２０°である。このような場合、圧電層２０とウェハ基板１０との間のボンディング方式は、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角が－２０°ないし４０°のうちの任意の１つの角度（例えば－１０°、０°、１０°、２０°又は３０°など）であるものであり、且つ、インターディジタル電極層３０と圧電層２０との間の設置関係は、デバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに回転する回転角が－２０°ないし２０°のうちの任意の１つの角度（例えば－１０°、０°又は１０°など）であるものである。例示的に、図９は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスの圧電層とウェハ基板との間の結合の構造模式図であり、図９の（ａ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、∠Ｂ１であり、そのうち、∠Ｂ１は、４０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向であり、図９の（ｂ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、∠Ｂ１であり、そのうち、∠Ｂ１は、－２０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向する方向であり、図９の（ｃ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、∠Ｂ１であり、そのうち、∠Ｂ１は、４０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向する方向であり、図９の（ｄ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙの正の方向（＋Ｙ）よりウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌに回転する回転角は、∠Ｂ１であり、そのうち、∠Ｂ１は、－２０°に等しく、且つウェハ基板１０に対して垂直な方向Ｌは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向する方向であり、これにより、図９から分かるように、本実施において、圧電層２０の圧電単結晶材料は、様々な異なる方式によりウェハ基板１０の表面にボンディングされて形成されてもよく、図１０は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスの複数の膜層の間の結合の構造模式図であり、図１０の（ａ）において、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙよりウェハ基板１０に対して垂直な方向に回転する回転角は、∠Ｂ１であり、そのうち、∠Ｂ１は、－２０°に等しく、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、∠Ｂ２であり、そのうち、∠Ｂ２は、－２０°に等しい。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0029】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１である。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0030】

該種類の方式は、上記状況（一）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、－３０°ないし１０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図７におけるものを参照可能であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、右手の法則に応じて、圧電層２０よりウェハ基板１０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、反時計回り方向に沿って１０°回転して圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに至り、そのうち、∠Ａ１は、１０°に等しい。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0031】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ２である。

【手続補正10】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0033】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ１である。

【手続補正11】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0034】

該種類の方式は、上記状況（一）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、－３０°ないし１０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図５におけるものを参照可能であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、右手の法則に応じて、ウェハ基板１０より圧電層２０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、時計回り方向に沿って３０°回転して圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに至り、そのうち、回転∠Ａ１は、－３０°に等しい。

【手続補正12】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0035】

好ましくは、第１の結晶軸Ｘは、圧電層２０からウェハ基板１０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、∠Ａ２である。

【手続補正13】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0036】

該種類の方式は、上記状況（二）についての説明であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに回転する回転角は、１７０°ないし２１０°又は－２１０°ないし－１７０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図８におけるものを参照可能であり、圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘは、ウェハ基板１０の平面内に指向し、右手の法則に応じて、ウェハ基板１０より圧電層２０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、時計回り方向に沿って１７０°回転して圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙに至り、そのうち、回転∠Ａ２は、－１７０°に等しい。

【手続補正14】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0037】

好ましくは、∠Ｂ１が０°に等しい場合、第２の結晶軸Ｙは、ウェハ基板１０から圧電層２０に指向するか又は圧電層２０からウェハ基板１０に指向し、且つデバイス方向Ｎ３より第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、∠Ｂ２である。

【手続補正15】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0038】

該種類の方式は、上記状況（三）についての説明であり、∠Ｂ１が０°に等しい場合、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙは、ウェハ基板１０の平面内又は平面外に指向し（即ち第２の結晶軸Ｙが圧電層２０からウェハ基板１０に指向するか又はウェハ基板１０から圧電層２０に指向する）、且つデバイス方向Ｎ３より圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに回転する回転角は、－２０°ないし２０°のうちの任意の１つの角度である。例示的に、図１０におけるものを参照可能であり、図１０の（ｂ）において、∠Ｂ１が０°に等しい場合、圧電単結晶材料の第２の結晶軸Ｙは、ウェハ基板１０の平面外に指向し、右手の法則に応じて、圧電層２０よりウェハ基板１０に指向する方向に沿って見ると、デバイス方向Ｎ３は、時計回り方向に沿って２０°回転して圧電単結晶材料の第１の結晶軸Ｘに至り、そのうち、回転∠Ｂ２は、－２０°である。

【手続補正16】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0039】

本実施例において、インターディジタル電極層３０のデバイス方向Ｎ３は圧電層２０の圧電単結晶材料に対して特定の設置方式を有するだけでなく、インターディジタル電極層３０のデバイス方向Ｎ３はウェハ基板１０に対して特定の設置方式を有してもよい。図１１は、本願の実施例に係る１つの共振デバイスのインターディジタル電極層とウェハ基板との間の結合の構造模式図であり、図１２は、本願の実施例に係る他の１つの共振デバイスのインターディジタル電極層とウェハ基板との間の結合の構造模式図である。ウェハ基板１０の主位置決め辺１１は、第１の方向Ｎ１に位置し、インターディジタル電極層３０で圧電層２０内に生じさせる電界により圧電層２０において励起される音波の伝播方向より、第１の方向Ｎ１に回転する回転角は、∠Ｃ１であり、－３０°≦∠Ｃ１≦３０°である。

【手続補正17】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0050】

図１３及び図１４に関連して、好ましくは、第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０とが第２の方向Ｎ２に沿って重畳する長さをＬａに設定し、そのうち、１５μｍ＜Ｌａ＜２００μｍであり、第２のインターディジタル電極３２０とインターディジタル電極層３０の第１の側のバスバー３１１との間の距離をＬｇ（即ち第１のインターディジタル電極３１０とインターディジタル電極層３０の第２の側のバスバー３２１との間の距離）に設定し、そのうち、２５０ｎｍ＜Ｌｇ＜５μｍであり、これにより、共振デバイス１００の電気機械結合係数を調節して、共振デバイス１００の性能を増強して共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【手続補正18】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0051】

図１３及び図１４に関連して、好ましくは、インターディジタル電極層３０における隣り合う第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔をＷｐｉに設定し、５００ｎｍ＜Ｗｐｉ＜２μｍであり、隣り合う第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔は、第１のインターディジタル電極３１０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）に沿った中心と隣り合う第２のインターディジタル電極３２０の第３の方向（つまりデバイス方向Ｎ３）に沿った中心との間の距離であってもよい。ｆ＝ｖ／（２＊Ｗｐｉ）であり、そのうち、ｆが共振デバイス１００の動作周波数であり、ｖが共振デバイス１００における弾性表面波が伝播する波速度であるため、波速度が変わらない場合、第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔Ｗｐｉが小さいほど、共振デバイス１００の動作周波数が高くなり、本実施例は、第１のインターディジタル電極３１０と第２のインターディジタル電極３２０との間の間隔を設定することにより、共振デバイス１００の動作周波数を向上させる。

【手続補正19】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0055】

パッシベーション層５０の材質は、二酸化ケイ素（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ、ＳｉＯ_２）又は窒化ケイ素（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ、ＳｉＮ_ｘ）であってもよい。本実施例は、インターディジタル電極層３０を覆うようにパッシベーション層５０を設けることにより、環境における湿度及び酸化を遮断し、インターディジタル電極層３０に対する保護を実現する。インターディジタル電極層３０のウェハ基板１０から離れた側にパッシベーション層５０を形成するときに、パッシベーション層５０のウェハ基板１０から離れた側の上表面を平面に形成させてもよく、又はパッシベーション層５０の上表面の起伏をインターディジタル電極層３０の上表面の形態と一致させてもよい。

【国際調査報告】