专利名称：声波装置、发射设备和声波装置制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面声波装置或边界波装置。
背景技术：
作为声波应用的装置，表面声波(SAW)装置是公知的。SAW装置使用在各种电路中，以处理通常用于手机等的从45MHz到2GHz范围的频带的无线电信号。各种电路的例子包括发射带通滤波器、接收带通滤波器、本振滤波器、天线双工器、IF滤波器和FM调制器。
在最近几年，由于高性能和降低手机尺寸的要求，需要改善声波装置的特性，诸如在使用的频段之外的频率上的高抑制以及温度稳定性的增加。用于改善温度稳定性的方法已经发展出来，其中诸如SK)2的电介质形成在压电衬底的交叉指型电极上。此外，已经发展出了边界波装置，以减小使用边界波装置的装置的尺寸。由于额外的电介质层与压电衬底之间的阱能级，边界波装置在形成在交叉指型电极上的电介质层上具有额外的电介质层。
大部分声波装置有时具有频率变化的共同问题，这是声波装置的特性之一并且频率变化是由制作变化所引起的。为解决这个问题，己经公开了用于调整频率的各种方法(例如，参考日本公开专利申请No. 02-301210和国际申请2005-083881)。
作为示例，日本公开专利申请No. 02-301210已经提出了一种方法，其中通过在交叉指型电极、反射器和压电衬底上使用例如等离子化学气相沉积(CVD)以形成SiN薄膜来调整频率。可选择地，国际公开文本No.WO2005/083881已经提出了一种方法，其中通过在形成在交叉指型电极上的Si02薄膜上形成SiN薄膜并通过物理蚀刻方法减小SiN薄膜的厚度或者通过溅射方法增加厚度来调整频率。此外，国际公开文本No. WO 2005/093949已经提出了一种频率调节方法，通过调节在边界波装置中的第二介质的厚度来调节频率，其中边界波装置具有设置在第一与第二介质之间的边界处的交叉指型变换器电极。
发明内容
因此，本发明的目的为以小数目的步骤容易地调整声波装置的频率特性。
根据本发明的一个方面， 一种第一声波装置包括第二声波装置。该第二声波装置包括由压电材料制成的衬底、形成在衬底上的一对交叉指型电极以及调整介质，其中每个交叉指型电极包括多个电极指。该调整介质至少包括第一单层并且形成在这一对交叉指型电极的至少一部分上。调整介质包括厚部分以及厚度为零或者比厚部分更薄的薄部分，厚部分的面积与根据预定特性值所确定的区域相对，该面积包括交叉指型电极以及相邻的电极指之间的多个面积。
通过在权利要求中具体指出的元件和组合的手段可以实现和获得本发明的目的和优点。
如权利要求所述，应该认识到上述概要描述和以下详细描述是模范性的和解释性的并且不是本发明的限制。
图1A为第一实施例的声波装置的示意图，并且图1B是沿着图1A中的线a-a'的声波装置的截面图2A为第一实施例的在用于调节频率的调整介质覆盖整个声波装置的50%的情况下的声波装置的示意图，并且图2B为沿着图2A中的线a-a'的声波装置的截面图3A为第一实施例的在用于调节频率的调整介质覆盖整个声波装置的75%的情况下的声波装置的示意图，并且图3B为沿着图3A中的线a-a'的声波装置的截面图4为描述了对应于各个声波装置的调整介质的面积的导纳曲线；图5为描述了频率调整介质的面积与各个声波装置的反谐振频率移动
量之间的关系的曲线；
图6为描述了各个声波装置的特征频率的偏差和偏差分布的晶片的示意图7A为形成在图6中示出的区域T1中的声波装置的示意图，并且图7B为沿着图7A中的线a-a'的声波装置的截面图，图7C到7K为对应于分别形成在区域T2到T10上的各个声波装置沿着线a-a，的截面图8A和8B为描述了形成在晶片上的声波装置的制作过程的示意图9A为根据第一实施例的第一修改例的声波装置的示意图，并且图9B为沿着图9A中的线a-a'的声波装置的截面图IOA为根据第二实施例的声波装置的示意图，并且图IOB为沿着图10A中的线a-a'的声波装置的截面图IIA为根据第三实施例的声波装置的示意图，并且图IIB为沿着图11A中的线a-a'的声波装置的截面图12A为根据第三实施例的一个修改例的声波装置的示意图，并且图12B为沿着图12A中的线a-a'的声波装置的截面图13A为根据第三实施例的另一个修改例的声波装置的示意图，并且图13B为沿着图13A中的线a-a'的声波装置的截面图14A和14B为第四实施例的声波装置的截面图15A和15B为第五实施例的声波装置的截面图16A和16B为第五实施例的修改例的声波装置的截面图17A为第六实施例的声波装置的示意图，并且图17B是沿着图17A中的线a-a'的声波装置的截面图；并且
图18为作为根据第七实施例的作为声波装置的梯形滤波器示意图。
具体实施例方式
在下文中，虽然如果必要的话可以使用独立的名称，但是压电谐振器或包括多个压电谐振器的声波装置被作为声波装置。
如前所述，有一种通过控制介质的厚度来调节频率特性的方法，其中通过在深度方向上蚀刻覆盖电极的介质来控制介质的厚度。例如，为通过这种方法将形成在单个晶片上的多个声波装置之间的频率特性的变化控制在期望的范围内，需要选择晶片上的声波装置的一部分并需要控制所选择的部分的介质的厚度。例如，需要通过掩盖住晶片平面的一部分并在深度方向上蚀刻介质的上部的一部分来调整介质的厚度。因此，例如，每个芯片被蚀刻了不同的量。在这种情况下，为控制晶片平面中的频率分布在期望的范围内，每个芯片被掩盖，膜的形成以及蚀刻可能必须被重复地进行多次。因此，出现了诸如操作步骤数目的增加的问题。
实施例的示例可以涉及具有用于频率调整的调整介质的声波装置，该调整介质设置在声波被激发的激发区域上。调整介质的面积允许将(例如带通滤波器的)诸如谐振和反谐振频率的频率、中心频率调整为接近所期望的频率。具体地，可以基本根据调整介质的面积与声激发区域的面积的比率改变被调整的频率的量(下文中，该区域被称作"区域T")。
对上面描述的示例进行解释。多个声波装置通常被制作在单个晶片上。全部声波装置的特性不相同或不接近所期望的特性，并且特性的变化具有由晶片上声波装置所形成的位置而定的趋势。因此，在每个声波装置包括独立的调整介质的情况下，上述频率调整可以允许将每个特性调整为接近所期望的独立的特性，诸如谐振或反谐振频率或者中心频率，其中独立的调整介质具有基于与所期望特性的差异的比率。以这种方式，通过一次对介质进行图案化，可以调节在压电衬底上的所有的声波装置的频率特性。这与通过改变调整介质的厚度来调整频率特性的情况相比，减少了薄膜形成步骤的数目。换言之，可以以小数目的步骤，通过形成调整介质以
使得压电衬底上的每个声波装置都具有不同的区域T，来调整频率特性。
本实施例的另一个示例可以涉及用作晶片的压电衬底并且可以调整每
个声波装置的区域T，以使得晶片上的多个声波装置的谐振频率、反谐振频率或中心频率接近所期望的频率。这可以在晶片中提供频率变化较小的声波装置。
本实施例的另一个示例可以涉及包括滤波器的声波装置，其中该滤波器包括由布置在压电衬底上的多个交叉指型电极所形成的多个谐振器。调整介质可以被设置在组成滤波器的多个谐振器中所期望数目的谐振器上。 可以通过在滤波器中的期望数目的谐振器上设置调整介质以精密地调整滤 波特性。
本实施例的另一个示例可以涉及用于制作声波装置的方法，其中包括 以下步骤在压电衬底上形成具有多个电极指的交叉指型电极，并测量由 该交叉指型电极所形成的声波装置的谐振频率和/或反谐振频率。之后，设 置至少一层的调整介质，以便于覆盖激发区域中的交叉指型电极的至少一 部分，激发区域为电极指和电极指之间的空间覆盖压电衬底的区域，调整 介质被形成为使得按照区域的面积T调整声波装置的频率特性，该区域为 声波装置的厚度由于调整介质而大于其他部分的区域。之后，使测量的谐 振频率和/或反谐振频率接近所期望的频率。
描述单个声学谐振器或单个压电谐振器的实施例也可以被实施为包括 多个声学谐振器或压电谐振器的声波装置，诸如发射带通滤波器、接收带 通滤波器、本振滤波器、天线双工器、IF滤波器或FM调制器。
(第一实施例) [声波装置的结构]
图1A为根据此实施例的声波装置的示意图。图1B为沿着图1A的线 a-a'所取的截面图。
在图1A和图1B中描绘的声波装置包括在压电衬底2上的具有多个电 极指的交叉指型电极3。在交叉指型电极3的两侧具有反射器3a和3b。压 电衬底2为例如旋转的Y向切割LN (LiNb03)衬底。交叉指型电极3为 用于激发或产生声波的电极。用于输入和输出的两个交叉指型电极3朝向 对方并且被布置为使得两个交叉指型电极3的电极指被交替地布置。激发 区域为交叉指型电极3的电极指和电极指之间的空间覆盖压电衬底2的区 域。交叉指型电极3也被称作IDT电极或类盲龟极。交叉指型电极3和反 射器3a和3b由诸如铝、钛、铜、金、镍、铬、钽或钨等金属制成。
交叉指型电极3A由其上布置有频率调整膜(调整介质)5的Si02膜4 所覆盖。在SiOj莫4中的声速小于压电衬底2中的声速。因此，声波在压电衬底2与SiOj莫4之间的界面处集中并传播。以此方式，声波装置作为
谐振器工作。
频率调整膜(调整介质)5由于Si02膜4具有不同声学特性(诸如声 速)的材料制成。频率调整膜5可以由A1203、 SiN、 SiC或类金刚石碳 (DLC)制成。可选择地，频率调整膜5可以由与Si02膜4具有不同密 度、硬度或弹性模量的Si02制成。
通过控制Si02膜4与频率调整膜5相接触的面积来调整声波装置的谐 振频率。换言之，根据由交叉指型电极3所限定的激发区域中声波装置的 厚度大于其他部分的厚度的面积，调整谐振频率。因为具有不同声速的介 质形成在声波能量所分布的部分中，所以可以通过改变声波的声速来调整 谐振频率。在本实施例中，频率调整膜5的面积确定声波能量所分布的区 域的体积，并确定声波装置的诸如谐振频率的频率特性的调整量。
在图1A和图1B中所描绘的示例中，激发区域的整个面积的17%由 Si02膜4与频率调整膜5 (A1203)所接触的面积所覆盖。频率调整膜5的 厚度为50nm。图2A和图2B分别为示意图和沿着图2A的线a-a'所取的截 面图。图2A和图2B描绘了当激发区域的整个面积的50%由SiOj莫4与 频率调整膜5所接触的面积所覆盖时的结构。图3A和图3B分别为示意图 和沿着图3A的线a-a'所取的截面图。图3A和图3B描绘了当激发区域的 整个面积的75%由Si02膜4与频率调整膜5所接触的面积所覆盖时的结 构。类似地，频率调整膜5的厚度为50nm。
图4为示出了每个声学谐振器的导纳特性的图表，其中由Si02膜4与 由八1203所制成的频率调整膜5所接触的面积分别覆盖谐振区域的整个面 积的0%、 17%、 50%和75%。在每个声学谐振器中，频率调整膜5的厚度 为50nm。图5为示出了上述面积比率与每个反谐振频率的过渡频率之间 关系的图表。从图4和图5很明显地，随着SK)2膜与频率调整膜5所接触 的面积增加，谐振频率和反谐振频率移动到更高的频率。因此，可以认识 到频率移动量与声波能量的分配量或者其中声波能量被分配的体积成比例 地增加。
在图1A到图3B中图示的示例中，有规律地(例如，有规律地以交叉指型电极3的电极指之间的距离2.3倍的间隔)布置了具有管状形状的频 率调整膜5，但是不一定要以这种规律的方式布置。
如上所述，可以通过对频率调整膜5进行图案化来调整声波装置或声 学谐振器的频率特性。在本实施例中，通过一个示例解释通过对频率调整 膜5进行图案化而实施的对形成在单个晶片(压电衬底2)上的多个声波 装置的频率调整。更具体地，将要描述在形成的单个膜中，通过根据晶片 中的频率分布来调整晶片上的每个声波装置中的频率调整膜5的面积来实 施的示例。
图6为示出了当从上方观察晶片时，在晶片平面中声波装置的频率分 布的俯视图。频率分布可以为与所期望的谐振或反谐振频率、在带通滤波 器作为声波装置的情况下所期望的中心频率、或者在频率特性的上升或下 降过缘处所期望的特定频率具有偏差的分布。图6中示出的晶片为例如压 电衬底，并且多个交叉指型电极和Si02膜形成在压电衬底上，其中压电衬 底诸如LN (LiNb03)衬底。因此，形成了共享晶片(压电衬底)的多个 声波装置。最后，通过切割将晶片分割为每个声波装置。每个声波装置具 有例如图1A和图1B、图2A和图2B、图3A和图3B中图示的结构。虽 然为了描述的便利，在这里示出了每个声波装置构成单个谐振器的情况， 例如，声波装置可能构成芯片，诸如包括多个谐振器的滤波器。
形成在晶片上的多个声波装置的频率特性(例如，谐振频率)优选地 完全相同。然而事实上，每个声波装置的谐振频率等经常在晶片平面中变 化。当谐振或反谐振频率从声学谐振器的所期望的频率移动时，频率移动 造成由多个声波谐振器所合成的滤波器的所期望的中心频率的移动。
图6示出了在晶片平面中的频率分布的一个示例，其中在晶片平面上 制作了作为声波装置的多个带通滤波器。图6中图示的示例指出了区域T1 到TIO，其中每个区域都指出了带通滤波器的中心频率与所期望的频率的 频率偏差的范围。在Tl中的值+lMHz意味着在区域Tl中制作的带通滤 波器的中心频率在所期望的中心频率fdMHz到fd-0.999MHZ的范围内，因此，T2， ， T10分别指出了从fdMHz至U (fd-1.999) MHz，从(fd-
10.000) MHz到(fd-10.999) MHz的范围。注意到中心频率为预先确定的 所期望的频率。图6示出了在形成频率调整膜5之前的频率分布。
虽然在将中心频率作为频率特性的示例时给出了上述描述，但是频率 特性并不局限于此。例如，频率特性包括谐振频率、反谐振频率、分数带 宽以及在频带的上升或下降沿附近的特定频率。可以通过包括带通滤波器 的声学谐振器的谐振或反谐振频率的调整来调整带通滤波器的中心频率。
根据图6中图示的频率分布，确定了频率调整膜的面积并且在晶片上 的每个声波装置上都形成频率调整膜。具体地，每个声波装置的频率调整 膜优选地具有恒定的厚度并且被设置为使得该面积覆盖交叉指型电极部 分。根据频率分布确定每个频率调整膜的面积，例如，形成在区域Tl中 的每个声波装置的频率调整膜的面积小于形成在区域T2中的声波装置上 的频率调整膜的面积。以此方式，可以适当地调整在晶片中的每个声波装 置的频率偏移，使得频率特性接近于所期望的频率。S卩，在整个晶片上方 的频率调整膜的厚度恒定时，可以在频率的调整量较小的区域中减小频率 调整膜的面积，或者在频率的调整量较大的区域中增加频率调整膜的面 积。因此，在频率调整膜中，可以以恒定的膜厚度调整声波的分布量。
图7A为形成在图6中示出的晶片的区域T1中的声波装置的示意图。 图7B为沿着图7A的线a-a'所取的截面图。图7B到图7K分别为形成在图 6中示出的区域Tl到T10中的声波装置的截面图。如图7A和图7B所 示，在形成在区域Tl中的声波装置中，对频率调整膜5进行图案化，使 得激发区域的面积的5%由频率调整膜5所覆盖。在区域T1中，声波装置 的通带的中心频率(从所期望的中心频率)移动了+lMHz。因此，通过将 频率调整膜5覆盖激发区域的面积设定为5%，可以使得在区域Tl中的声 波装置的中心频率接近所期望的中心频率。激发区域为交叉指型电极3的 电极指和电极指之间的空间覆盖压电衬底2的区域。
如图7C所示，在区域T2中，对频率调整膜5进行图案化，使得激发 区域面积的10%由频率调整膜5所覆盖。如图7D到图7K所示，在区域 T3、 T4、 T5、 T6、 T7、 T8、 T9禾t1T10中，频率调整膜5覆盖的激发区域的面积分别为15%、 20%、 25%、 30%、 35%、 40%、 45%和50%。图7A 到图7K中示出的所有的频率调整膜5都具有50nm的厚度。
如上所述，频率调整膜5在晶片中具有恒定的厚度。根据在频率调整 膜5形成之前从中心频率的移动量来调整频率调整膜5覆盖激发区域的面 积比率。具体地，在此示例中，频率调整膜5覆盖激发区域的面积比率与 从中心频率的移动量成比例地增加。因此，可以调整在晶片中的声波装置 的频率特性而不控制频率调整膜5的厚度。应该注意，频率调整膜5覆盖 激发区域的面积与从中心频率的移动量之间的关系不限于这种比例关系。
此外，在单个晶片中的声学谐振器之间或包括多个声学谐振器的芯片 之间，频率调整膜5覆盖激发区域的面积可以不同。换言之，可以根据声 学谐振器、根据芯片或根据其他目的调整该面积。
将要介绍一种制作图6和图7A到图7K中图示的声波装置的方法。图 8A和图8B示出了形成在晶片上的声波装置的制作过程。在图8A和图8B 中，为了描述的便利，仅示出了晶片的一部分。
在图8A中，交叉指型电极3和反射器3a和3b首先形成在压电衬底2 上，压电衬底2为晶片。通过例如气相沉积或溅射形成交叉指型电极3和 反射器3a和3b。接下来，通过例如CVD或溅射在整个晶片上形成Si02 膜4，以覆盖交叉指型电极3和反射器3a和3b。因此，在区域T11和T20 中的每一者中形成声波装置(谐振器)。其后，通过在交叉指型电极上移 除SiOj莫4的一部分(未示出)将用于交叉指型电极3的输入和输出的电 极暴露出来。
之后使晶片探测器的测试端与暴露的电极形成接触，以测量每个谐振 器的谐振频率。例如，测量了每个谐振器的谐振频率从所期望的中心频率 的移动量。这提供了晶片上的谐振器的频率分布。这里，作为示例假设区 域Tll中的移动量为+3MHz，而区域T20中为+10MHz。
之后，如图8B所示，形成了具有对应于频率分布的图案的频率调整 膜5。形成频率调整膜5的图案，使得频率调整膜5占据区域Tll中的整个区域的15%、以及区域T20中的整个区域的50%。在通过例如溅射形成 膜之后，可以使用剥离或蚀刻进行图案化以形成频率调整膜5。在形成图 案时，可以通过剥离以形成其厚度得到极好控制的膜。
在本实施例中，如上所述。频率调整膜5具有恒定的厚度，并且根据 频率偏移的平面分布确定覆盖交叉指型电极3的面积。因此，根据平面分 布调整频率调整膜5的体积，即，频率调整量。因此，通过在单个膜形成 之后通过蚀刻形成频率调整膜5。换言之，可以通过在单个膜形成之后通 过蚀刻改善平面内分布。因此，可以以小数目的步骤制作其中频率的平面 内变化被减小的声波装置。
(修改例1)
图9A为根据本实施例的修改例的声波装置的示意图。图9B为沿着图 9A的线a-a'所取的截面图。在图9A和图9B中示出的实施例中，具有突 出部分的频率调整膜5被整体地形成在SiOj莫4上，并且根据形成在晶片 上的声波装置的频率特性的频率变化分布来形成该突出部分的图案。在此 结构中，在通过整体地形成频率调整膜5以将晶片平面中的声波装置的频 率特性控制到中心频率之后，可以调整晶片平面内的频率分布。换言之， 可以通过对频率调整膜5进行图案化以使得该图案具有基于晶片中频率的 平面内分布的面积分布，以调整平面内频率分布。
对于具有面积分布的频率调整膜5，相比于使用蚀刻，可以通过在由 溅射形成膜之后使用剥离以制作图案，来形成其厚度被极好地控制的膜。
(修改例2)
在上述实施例中，频率调整膜5的材料比形成在频率调整膜5下方的 膜(Si02膜4)的材料具有更高的声速。在这种情况下，随着Si02膜4与 频率调整膜5所接触的面积增加，声波装置的谐振频率(或反谐振频率) 移动到更高的频率。相反，可以将比形成在频率调整膜5下方的膜(Si02 膜4)的材料具有更高的声速的材料用作频率调整膜5。在这种情况下， 随着Si02膜4与频率调整膜5所接触的面积增加，声波装置的谐振频率(或反谐振频率)移动到更低的频率。
例如，诸如金、铜、钛、银、铂、钽或钩等与Si02不同的材料可以被 用作具有比Si02膜4的材料更低的声速的材料。可选择地，可以使用与
Si02膜4具有不同的密度、硬度或弹性模量的Si02。可以通过在表面上形
成金属膜以改善声波装置的散热。
(修改例3)
在上述实施例中，频率调整膜5在单一晶片上由单一材料形成，但是 也可以由两种或更多种材料形成。换言之，可以形成在单一压电衬底(晶 片)2上与Si02膜4相接触的两种频率调整膜5，以使其具有不同的声 速。在晶片上的谐振器中，例如，对于谐振频率高于中心频率的谐振器来 说，频率调整膜5可以由比Si02膜4的材料具有更高声速的材料形成。另 一方面，对于谐振频率低于中心频率的谐振器来说，频率调整膜5可以由 比Si02膜4的材料具有更低声速的材料形成。
例如，在形成频率调整膜5之前晶片上的谐振器具有相同的频率作为 中央频率的情况下，相信根据晶片中的频率的平面内分布，具有高于中央 频率的频率的区域和具有低于中央频率的频率的区域同时存在。在这种情 况下，可以通过在单一晶片上既提供由相对于Si02具有更高声速的材料制 成的频率调整膜又提供由相对于Si02具有更低声速的材料制成的频率调整
膜，来改善平面内分布。
因此，可以使得频率调整膜5中的声速的分布对应于单一衬底(晶 片)上的声波的频率分布。因此，可以制作出其中频率的平面内变化被减 小的声波装置。
(第二实施例)
IOA和图10B为根据第二实施例的声波装置的截面图。在此实施例 中，Si02膜4形成在压电衬底2上，以便于覆盖交叉指型电极3和反射器 3a和3b。 Si02部分地具有相对于其他部分更厚的部分。因此，Si02膜4也 具有频率调整膜的功能。可以通过在单一压电衬底2上蚀刻部分Si02表面以形成图10A和10B所示的结构。图10B的Si02膜4具有比图10A的 Si02膜4更大的蚀刻区域。在图IOA和IOB所示的示例中，随着蚀刻区域 变大，声波的频率转移到更高的频率。因为使用了晶片(压电衬底2)的 声波装置具有各自的蚀刻区域的Si02膜4，所以，可以减小声波装置的特 性偏差。
(第三实施例)
图IIA是根据第三实施例的声波装置的示意图。图IIB是沿着图11A 的线a-a'的截面图。在图IIA和IIB所示的结构中，交叉指型电极3和反 射器3a和3b形成在压电衬底2上。交叉指型电极3和反射器3a和3b由 诸如铜的导电材料所组成。形成Si02膜4以便于覆盖交叉指型电极3和反 射器3a和3b。作为频率调整膜而将金属膜(或者绝缘膜)5a形成在Si02 膜4上。此外，形成绝缘膜5b以便于覆盖金属膜5a，其中绝缘膜5b由具 有与膜(或者绝缘膜)5a的材料不同声速的材料制成。绝缘膜5b的表面 形状具有与金属膜5a相对应的图案。这些频率调整膜5a和5b提供了激发 区中比其他部分更厚的部分。换言之，金属膜5a (或者绝缘膜)与Si02 膜4相接触的部分比其他部分更厚。
Si02膜4与金属膜5a相接触的面积是整个面积的50%。按照压电衬 底2上的每个声波装置的频率分布调整SiOj莫4与金属膜5a相接触的面 积。例如，随着具有比绝缘膜5b更低声速的材料所制成的覆盖SiOj莫4 的金属膜(或者绝缘膜)5a的面积比率增加，频率移动到更低的频率。相 反，随着具有比绝缘膜5b更高声速的材料所制成的覆盖SiOj莫4的金属 膜(或者绝缘膜)5a的面积比率增加，频率移动到更高的频率。绝缘膜5a 和5b的示例包括SiN、 A1203、 SiC和DLC。金属膜5a的示例包括诸如 金、铝、铜、钛、银、铀、钽和钨等的导电材料。
图12A是根据第三实施例的修正例的声波装置的示意图。图12B是沿 着图12A的a-a'线的截面图。如图12A和图12B所示，金属膜5a可能覆 盖整个SiOj莫4并且在其上可以进一步地形成用于调节频率的图案。在通 过在整个SiOj莫4上形成金属膜5a (100%)以使得每个谐振器的谐振频率接近中心频率之后，可以形成具有基于谐振器的谐振频率的平面内分布 的图案。因此，可以调整在压电衬底2内的每个谐振器(或者芯片)的频 率分布。
图13A是根据第三实施例的修正例的声波装置的示意图。图13B是沿 着图13A的a-a'线的截面图。如图13A和13B所示，可以通过将金属膜 5a形成为使得金属膜5a暴露在A1203膜5b的外侧来改善声波装置的散 执。
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可以形成布置在金属膜上的膜，以便于根据对应于压电衬底2上的频 率分布的位置实现不同声速。例如，相信根据压电衬底中的频率的平面内 分布，具有高于中央频率的频率的区域和具有低于中央频率的频率的区域 同时存在。在这种情况下，可以通过既提供由相比于Si02膜4具有更高声 速的材料制成的频率调整膜又提供由相比于Si02膜4具有更低声速的材料 制成的频率调整膜，来改善平面内分布。
(第四实施例)
图14A和图14B是根据第四实施例的声波装置的截面图。在图14A 和14B所示的结构中，Si02膜4被形成在压电衬底2上，以便于覆盖交叉 指型电极3和反射器3a和3b，其中SiOj莫4部分地具有比其他部分更厚 的部分。此外，形成Al203膜5b以覆盖Si02膜4。在Al203膜5b的表面， SiOj莫4的图案被反映出来。在图14A中更厚部分存在于Si02表面上的面 积与整个面积的比率比图14B中的更高。可以按照面积比率调节声波装置 的频率。在图14A和14B所示的结构中，Si02膜4也具有频率调整膜的功 能。
可以基于例如Si02膜4的被蚀刻面积调整更厚部分存在于Si02表面 上的面积。因此，可以通过改变在单一压电衬底2上的SK)2膜4被蚀刻面 积，制成频率的平面内变化被减小的表面声波装置。
(第五实施例)
图15A和15B是根据第五实施例的示例的表面声波装置的截面图。在这些表面声波装置中，在压电衬底2上形成交叉指型电极3和反射器3a和 3b，其中交叉指型电极3和反射器3a和3b由诸如Al的导电材料制成。在 交叉指型电极3和反射器3a和3b上，形成频率调整膜5。根据形成频率 调整膜5的面积与总面积的比率调整表面声波装置的频率。图15B中所形 成的频率调整膜5面积与总面积的比率比图15A中更高。例如，Si02被用 作频率调整膜5的材料。在这种情况下，随着频率调整膜5覆盖的激发区 域的比率增加，频率移动到更低频率。因此，可以通过改变单个压电衬底 2上的频率调整膜5的面积，制成频率的平面内变化被减少的表面声波装 置。
图16A和16B是根据第五实施例的示例的表面声波装置的截面图。如 图16A和16B所示，频率调整膜5可以覆盖整个压电衬底2，并且可以在 其上进一步地形成用于调节频率的图案。在通过在整个压电衬底2 (100%)上形成Si02膜以使得每个共振器的共振频率接近中心频率之 后，可以在其之上形成具有基于谐振器的谐振频率的平面内分布的面积分 布的图案。因此，可以调整在压电衬底2内的每个谐振器(或者芯片)的 频率分布。
(第六实施例)
图17A是根据第三实施例的示例的声波装置的示意图。图17B是沿着 图17A的a-a'线的截面图。在图17A和17B所示的示例中，布置频率调整 膜5，以使其与SIOJ莫4的整个表面的左半部分相接触。在这种情况下， 频率调整膜5覆盖SiOj莫4的面积比率为50%。因此，频率调整膜5覆盖 激发区域的面积比率也为50%。形成的频率调整膜5具有例如50nm的厚 度。
在第一到第五实施例中，已经形成频率调整膜5的图案，使得更厚的 部分相比于其他部分相等地分布。如图17A和图17B所示，然而，频率调 整膜5可以被布置在一个位置。在这种情况下，也通过控制频率调整膜5 的面积来调整声波装置的频率。
在频率调整膜5较厚的情况下，当如图17A和图17B所示将频率调整膜5布置在一部分处时，可能由于谐振频率附近有害的波的产生而使得特 性恶化。在这种情况下，如第一到第五实施例所描述的，可以通过在激发
区域中分散地布置频率调整膜5来防止特性的恶化。频率调整膜5可以被
规则地(周期地)或不规则地(随机地)布置。 (第七实施例)
图18为根据第七实施例的示例的组成梯形滤波器的声波装置100的 示意图。声波装置100包括多个谐振器以及连接谐振器的导电图案。多个 声波装置100被制作在用作声波装置100的衬底的晶片上。每个谐振器包 括压电衬底2、交叉指型电极3和反射器3a和3b以及Si02膜4，其中交 叉指型电极3和反射器3a和3b形成在压电衬底2上。压电衬底2对于每 个谐振器是公用的，形成SiOj莫4以使其至少覆盖交叉指型电极3和反射 器3a和3b。作为梯形滤波器的声波装置100包括串联谐振器Sl到S3、 并联谐振器Pl和P2，以及用于连接这些谐振器的电线图案。
在图18所描绘的示例中，布置频率调整膜5以使其与在构成滤波器 的多个谐振器Sl到S3、 Pl和P2中的串联滤波器S3中的SiOj莫4相接 触。通过以此方式在构成滤波器的期望数目的谐振器上布置频率调整膜 5，仅调整了期望数目的谐振器的频率。因此，可以通过仅控制期望数目 的谐振器的频率，来调整滤波器的分数带宽。这可以减少在平面中的分数 带宽的移动。
例如，在梯形滤波器中，谐振器的频率可以不同。例如，在串连谐振 器中具有最高反谐振频率的谐振器表示出滤波器的增加特性的情况下，可 以通过仅调整谐振器的频率来增加或降低分数带宽。
其上布置有频率调整膜5的谐振器的数目不限于图18中示出的示 例，并且频率调整膜5可以被布置在谐振器Sl到S3、 Pl和P2中的多个 谐振器中。在这种情况下，可以通过提供频率调整膜5在每个谐振器上具 有不同的面积的结构，进一步调整滤波特性。
这里所叙述的所有的示例和限定文字都是为了教学目的，以帮助读者 理解本发明和由发明人贡献以进一步促进本领域的概念，并且理解为不对 这些具体地叙述的示例和情况进行限制，并且本说明书中这些示例的组织不涉及表示出本发明的优势和劣势。虽然详细地描述了本发明的实施例， 应该认识到在不超出本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、 替换和变更。
权利要求
1.一种第一声波装置，包括第二声波装置，包括由压电材料制成的衬底，形成在所述衬底上的一对交叉指型电极，每个所述交叉指型电极包括多个电极指，以及调整介质，所述调整介质包括至少一个单层并且形成在该对所述交叉指型电极的至少一部分上，所述调整介质包括厚部分以及厚度为零或者比所述厚部分更薄的薄部分，所述厚部分的面积与根据预定特性值所确定的区域相对，所述面积包括所述交叉指型电极以及相邻的所述电极指之间的多个空间。
2. 根据权利要求1所述的第一声波装置，还包括，多个所述第二声波 装置，确定每个所述厚部分的所述面积，以使得各个所述第二声波装置的 每个谐振频率或反谐振频率都接近各个预定的频率。
3. 根据权利要求2所述的第一声波装置，其中，所述衬底为晶片。
4. 根据权利要求1所述的第一声波装置，其中，所述调整介质包括第 一介质和形成在所述第一介质上的第二介质，所述第一介质形成在该对所 述交叉指型电极上方，并且根据所述预定特性值确定所述第二介质的面 积。
5. 根据权利要求4所述的第一声波装置，其中，所述调整介质包括形 成在所述第二介质上的第三介质。
6. 根据权利要求2所述的第一声波装置，其中，多个所述第二声波装 置包括部分地形成在该对所述交叉指型电极上方的第一介质，多个所述第 二声波装置中的一些包括形成在所述第一介质上的第二介质，并且多个所 述第二声波装置中其余的每个包括具有与所述第二介质的声速不同的声速 的第三介质，确定在所述第一介质上的所述第二介质和所述第三介质的各 自的面积，以使得各个所述第二声波装置的每个谐振频率或反谐振频率都 接近各个预定的频率。
7. 根据权利要求6所述的第一声波装置，还包括形成在所述第二介质 和所述第三介质上的第四介质。
8. 根据权利要求6所述的第一声波装置，其中，所述第一介质的声速 小于所述第二介质的声速并高于所述第三介质的所述声速。
9. 根据权利要求1所述的第一声波装置，其中，所述调整介质包括具 有所述厚部分和所述薄部分的图案层。
10. 根据权利要求1所述的第一声波装置，其中，所述调整介质包括 具有均匀厚度的第四介质和形成在所述第四介质上的图案层，所述第四介 质形成在所述面积上。
11. 根据权利要求IO所述的第一声波装置，其中，所述图案层形成在 所述面积上。
12. 根据权利要求10所述的第一声波装置，还包括形成在所述图案层 上的介质。
13. 根据权利要求1所述的第一声波装置，其中，所述交叉指型电极 的材料包括铝、钛、铜、金、镍、铬、钽和钨中的一者。
14. 根据权利要求1所述的第一声波装置，其中，所述调整介质包括 Si02、 A1203、 SiN、 SiC或类金刚石碳作为主要成份。
15. 根据权利要求1所述的第一声波装置，其中，所述压电材料为 LiTa03衬底和LiNb03衬底中的一者。
16. —种第三声波装置，包括 形成在压电衬底上的滤波器，包括，第二声波装置，包括由压电材料制成的衬底，形成在所述衬底上的一对交叉指型电极，每个所述交叉指型电极 包括多个电极指，以及调整介质，所述调整介质包括至少一个单层并且形成在该对所述 交叉指型电极的至少一部分上，所述调整介质包括厚部分以及厚度为零或 者比所述厚部分更薄的薄部分，所述厚部分的面积与根据预定特性值所确 定的区域相对，所述面积包括所述交叉指型电极以及相邻的所述电极指之间的多个空间。
17. —种发射装置，包括 第一声波装置，包括第二声波装置，包括由压电材料制成的衬底，形成在所述衬底上的一对交叉指型电极，每个多数交叉指型 电极包括多个电极指，以及调整介质，所述调整介质包括至少一个单层并且形成在该对 所述交叉指型电极的至少一部分上，所述调整介质包括厚部分以及厚度为 零或者比所述厚部分更薄的薄部分，所述厚部分的面积与根据预定特性值 所确定的区域相对，所述面积包括所述交叉指型电极以及相邻的所述电极 指之间的多个空间。
18. —种声波装置制作方法，包括在压电衬底上形成包括多个电极指的交叉指型电极；测量包括所述交叉指型电极的声波装置的谐振频率和反谐振频率中的 至少一者；以及形成调整介质，所述调整介质至少包括单层并且形成在所述交叉指型 电极的至少一部分上，所述调整介质包括厚部分以及厚度为零或者比所述 厚部分更薄的薄部分，所述厚部分的面积与己经确定的区域相对，使得所 述谐振频率或所述反谐振频率的测量值接近频率的预定值，所述面积包括 所述交叉指型电极和相邻的所述电极指之间的多个空间。
全文摘要
本发明提供了一种声波装置、发射设备和声波装置制作方法。一种第一声波装置包括第二声波装置。该第二声波装置包括由压电材料制成的衬底、形成在衬底上的一对交叉指型电极以及调整介质，其中每个交叉指型电极包括多个电极指。该调整介质至少包括第一单层并且形成在这一对交叉指型电极的至少一部分上。调整介质包括厚部分以及厚度为零或者比厚部分更薄的薄部分，厚部分的面积与根据预定特性值所确定的区域相对，该面积包括交叉指型电极以及相邻的电极指之间的多个面积。
文档编号H03H9/25GK101640521SQ20091016097
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者三浦道雄, 松田聪, 松田隆志 申请人:富士通株式会社