弹性波装置、高频前端电路以及通信装置的制作方法

本实用新型涉及弹性波装置。此外，本实用新型涉及使用了上述弹性波装置的高频前端电路以及通信装置。

背景技术：

以往，弹性波装置广泛用于便携式电话机的带通型滤波器等。例如，在下述的专利文献1记载的弹性波装置中，在压电基板上设置有电介质膜，使得覆盖IDT电极。电介质膜由SiO₂构成。由此，改善了频率温度特性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-187568号公报

在弹性波装置的制造工序中，一般来说，IDT电极的电极指的线宽可能产生制造偏差。因此，弹性波装置的频率可能产生偏差。而且，当弹性波装置的频率产生偏差时，在例如像Band8的发送带Tx和接收带Rx那样在弹性波装置的通带的附近存在其它频带的情况下，有时会对其它频带造成不良影响，无法满足所希望的滤波器特性。

技术实现要素：

实用新型要解决的课题

本实用新型的目的在于，提供一种能够在改善频率温度特性的同时抑制频率的偏差的弹性波装置、高频前端电路以及通信装置。

用于解决课题的技术方案

本实用新型涉及的弹性波装置具备：压电基板，具有相互对置的第一主面以及第二主面；IDT电极，设置在所述压电基板中的所述第一主面上，具有以Mo为主成分的第一电极层；以及电介质膜，设置在所述压电基板中的所述第一主面上，覆盖所述IDT电极，所述压电基板由铌酸锂构成，所述电介质膜由氧化硅构成，所述弹性波装置利用了在所述压电基板中传播的瑞利波，所述IDT电极的占空比为0.55以上且0.75以下。

在本实用新型涉及的弹性波装置的某个特定的方式中，所述IDT电极还具有第二电极层，所述第二电极层直接或间接地层叠在所述第一电极层上，并且由Al构成。在该情况下，能够降低IDT电极的电阻。

在本实用新型涉及的弹性波装置的另一个特定的方式中，具备：天线端子，与天线连接；第一带通型滤波器，与所述天线端子连接，具有第一通带，并包括按照本实用新型构成的弹性波装置；以及第二带通型滤波器，与所述天线端子连接，具有与所述第一通带不同的第二通带。在该情况下，能够改善隔离度的偏差，因此能够改善弹性波装置的成品率。

在本实用新型涉及的弹性波装置的又一个特定的方式中，所述第一通带与所述第二通带的频率间隔为10MHz以上。在该情况下，能够改善隔离度的偏差，因此能够改善弹性波装置的成品率。

本实用新型涉及的高频前端电路具备按照本实用新型构成的弹性波装置和功率放大器。

本实用新型涉及的通信装置具备按照本实用新型构成的高频前端电路和RF信号处理电路。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种能够在改善频率温度特性的同时抑制频率的偏差的弹性波装置、高频前端电路以及通信装置。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施方式涉及的弹性波装置的示意性正面剖视图。

图2是本实用新型的第一实施方式中的IDT电极的电极指的示意性放大正面剖视图。

图3是示出本实用新型的第一实施方式以及第一比较例中的IDT电极的电极指的线宽与频率的关系的图。

图4是示出包括本实用新型的第一实施方式的弹性波装置的双工器的一个例子中的衰减量频率特性的图。

图5是本实用新型的第一实施方式的第一变形例中的IDT电极的电极指的示意性放大正面剖视图。

图6是示出本实用新型的第一实施方式以及第一变形例中的IDT电极的电极指的膜厚以及占空比与频率差的关系的图。

图7是示出本实用新型的第一实施方式以及第一比较例、第二比较例的弹性波装置的IDT电极的占空比与频率的关系的图。

图8是本实用新型的第二实施方式涉及的弹性波装置的电路示意图。

图9是本实用新型涉及的通信装置以及高频前端电路的结构图。

图中，1：弹性波装置，2：压电基板，2a、2b：第一主面、第二主面，3：IDT电极，3a：电极指，3a1、3a2：第一电极层、第二电极层，4：电介质膜，10：弹性波装置，11a、11b：第一带通型滤波器、第二带通型滤波器，23：IDT电极，103：匹配电路，104～106：第一端子～第三端子，201A、201B：双工器，202：天线元件，203：RF信号处理电路，211、212：滤波器，214：低噪声放大器电路，221、222：滤波器，224：低噪声放大器电路，225：开关，230：高频前端电路，231、232：滤波器，234a、234b：功率放大器电路，240：通信装置，244a、244b：功率放大器电路。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的具体的实施方式进行说明，从而明确本实用新型。

另外，需要指出的是，在本说明书记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。

图1是第一实施方式涉及的弹性波装置的示意性正面剖视图。

本实施方式中的弹性波装置1是带通型滤波器。如图1所示，弹性波装置1具有压电基板2。压电基板2是由铌酸锂构成的Y切割X传播的铌酸锂基板。在本实施方式中，压电基板2的欧拉角(Φ，θ，ψ)为欧拉角(0°，38°，0°)。另外，压电基板2的欧拉角(Φ，θ，ψ)不限定于上述欧拉角。

压电基板2具有相互对置的第一主面2a、第二主面2b。在第一主面2a上设置有IDT电极3。IDT电极3具有多个电极指3a。通过对IDT电极3施加交流电压，从而激振弹性波。弹性波装置1利用了瑞利波。

图2是第一实施方式中的IDT电极的电极指的示意性放大正面剖视图。

如图2所示，IDT电极3的电极指3a具有层叠在压电基板2上的第一电极层3a1。第一电极层3a1是以Mo为主成分的Mo层。另外，所谓以Mo为主成分，意味着不限于仅由Mo构成，还包括包含50重量％以上的Mo的合金。

在第一电极层3a1上层叠有由Al构成的第二电极层3a2。第二电极层3a2可以直接层叠在第一电极层3a1上，也可以隔着扩散防止层、接合层等间接地层叠在第一电极层3a1上。或者，IDT电极3也可以不具有第二电极层3a2。不过，通过使IDT电极3具有第二电极层3a2，从而能够降低IDT电极3的电阻。

返回到图1，在压电基板2上设置有电介质膜4，使得覆盖IDT电极3。电介质膜4由氧化硅构成。另外，氧化硅包括SiO₂等Si_xO_y。弹性波装置1通过具有电介质膜4，从而能够改善频率温度特性(TCV)。

在此，将由IDT电极3的电极指间距规定的波长设为λ。此时，图2所示的第一电极层3a1的膜厚为0.007λ，第二电极层3a2的膜厚为0.005λ。另外，第一电极层3a1、第二电极层3a2的膜厚不限定于上述膜厚。电介质膜4的膜厚没有特别限定，为0.2λ以上且0.4λ以下。另外，在本实施方式中，λ＝4μm。不过，波长λ的值不限定于上述值。

本实施方式的特征在于，利用了在压电基板2中传播的瑞利波，IDT电极3包括Mo层，具有电介质膜4，并且IDT电极3的占空比为0.55以上且0.75以下。由此，能够在改善频率温度特性的同时抑制频率的偏差。以下对此进行说明。

使IDT电极的占空比不同而制作了多个具有与第一实施方式同样的结构的弹性波装置。另外，在第一实施方式中，IDT电极的电极指的线宽1100nm相当于占空比0.55，线宽1500nm相当于占空比0.75。另一方面，作为第一比较例，还使占空比不同而制作了多个除了IDT电极的占空比小于0.55或大于0.75这一点以外与第一实施方式相同的弹性波装置。测定了上述多个弹性波装置的频率。

图3是示出第一实施方式以及第一比较例中的IDT电极的电极指的线宽与频率的关系的图。图3中的用单点划线示出的范围R示出本实施方式的占空比的范围。在后述的图7中也是同样的。

如图3所示，可知在第一比较例中，相对于电极指的线宽的变化量，频率的变化量大。例如，在IDT电极的电极指的线宽为600nm以上且1050nm以下的情况下，即，在占空比为0.3以上且0.525以下的情况下，频率的最大值与最小值之差为22.5MHz。

在此，通常在制造工序中电极指的线宽会产生制造偏差。在第一比较例中，当IDT电极的线宽从目标值偏离450nm时，频率偏离22.5MHz。如图3所示，在上述线宽的范围内，电极指的线宽与频率大致处于比例关系。因此，相对于电极指的线宽的偏离，频率的偏离为0.05MHz/nm。像这样，在第一比较例的弹性波装置中，难以抑制频率的偏差。进而，在占空比超过0.75的情况下，电极指间的距离短。因此，难以制造，电极指的线宽的偏差也增大。

相对于此，在本实施方式中，IDT电极的占空比设为0.55以上且0.75以下。由此，如图3所示，能够使频率的最大值与最小值之差为2.5MHz，能够减小频率的变化量。相对于电极指的线宽的偏离，频率的偏离为0.01MHz/nm。像这样，能够有效地抑制频率的偏差。进而，在本实施方式中，占空比为0.75以下，因此还能够减小电极指的线宽的制造偏差。

因为能够使频率的最大值与最小值之差为2.5MHz以下，所以在将本实施方式的弹性波装置应用于双工器的情况下，能够抑制频率特性的偏差，其结果是，能够谋求双工器或包括双工器的声表面波元件的成品率的提高。以下，用将本实施方式的弹性波装置应用于Band26的双工器的例子对此进行说明。

另外，上述双工器具有第一带通型滤波器和第二带通型滤波器，第一带通型滤波器具有第一通带，第二带通型滤波器具有与第一通带不同的第二通带。第一通带是Band26的发送带，为814MHz以上且849MHz以下。第二通带是Band26的接收带，为859MHz以上且894MHz以下。在下述的说明中，设将本实施方式的弹性波装置应用于第一带通型滤波器、第二带通型滤波器。

Band26中的通带间的频率间隔为10MHz，频率标准苛刻。另外，所谓通带间的频率间隔，是一方的带通型滤波器的通带中的另一方的带通型滤波器的通带侧的端部的频率与上述另一方的带通型滤波器的通带中的上述一方的带通型滤波器的通带侧的端部的频率之差。即，图4中的用虚线A示出的频率与用虚线B示出的频率的频率间隔即为上述双工器中的通带间的频率间隔。为了制造Band26的双工器，期望将滤波器的陡峭性、由温度变化造成的频率的偏差、制造上的频率的偏差的总和抑制在10MHz以内。

图4是示出包括第一实施方式的弹性波装置的双工器的一个例子中的衰减量频率特性的图。虚线A示出第一通带的第二通带侧的端部的频率。虚线B示出第二通带的第一通带侧的端部的频率。

在此，将一方的带通型滤波器的通带中的另一方的带通型滤波器的通带侧的端部的频率与双方的带通型滤波器的隔离度成为-50dB的频率的频率之差称作陡峭性。在上述双工器中，第一通带的靠近第二通带侧的端部的频率是849MHz，第一带通型滤波器与第二带通型滤波器的隔离度成为-50dB的频率是852MHz。因此，第一带通型滤波器的陡峭性是3MHz。

另一方面，设由温度变化造成的频率的偏差例如为1MHz。由温度变化造成的频率的偏差从第一带通型滤波器以及第二带通型滤波器分别产生，因此由温度变化造成的频率偏差成为1MHz×2。

在此，当将第一带通型滤波器以及第二带通型滤波器的由电极指的线宽的制造偏差造成的频率的偏差分别设为XMHz时，为了制造Band26的双工器，期望满足下述的式1。

10MHz≥3MHz(陡峭性)+1MHz(由温度变化造成的频率的偏差)×2+XMHz(制造上的频率的偏差)×2…式1

通过将第一带通型滤波器、第二带通型滤波器设为第一实施方式的结构，从而能够将由电极指的线宽造成的频率的偏差X控制在2.5MHz以下，能够成品率良好地制造频率间隔为10MHz以上的波带。

像图5所示的第一实施方式的第一变形例那样，IDT电极23也可以不具有第二电极层。

图6是示出第一实施方式以及第一变形例中的IDT电极的电极指的膜厚以及占空比与频率差的关系的图。在此，图6中的纵轴的频率差示出频率的极小值与各占空比的频率之差。

另外，在图6中，白色的正方形以及圆形的描绘点示出IDT电极具有第一电极层、第二电极层的情况下的结果。白色的正方形的描绘点示出将第一电极层的膜厚设为0.05λ并将第二电极层的膜厚设为0.06λ的情况下的结果。白色的圆形的描绘点示出将第一电极层的膜厚设为0.05λ并将第二电极层的膜厚设为0.07λ的情况下的结果。黑色的菱形、正方形以及圆形的描绘点示出IDT电极具有第一电极层且不具有第二电极层的情况下的结果。黑色的菱形的描绘点示出将第一电极层的膜厚设为0.05λ的情况下的结果。黑色的正方形的描绘点示出将第一电极层的膜厚设为0.06λ的情况下的结果。黑色的圆形的描绘点示出将第一电极层的膜厚设为0.07λ的情况下的结果。

在图6中，占空比为0.55以上且0.75以下的白色的正方形以及圆形的描绘点示出第一实施方式的结果。占空比为0.55以上且0.75以下的黑色的菱形、正方形以及圆形的描绘点示出第一变形例的结果。

如图6所示，在第一变形例中，在使第一电极层的膜厚变化的任一情况下，均与第一实施方式同样地，能够使频率差为2.5MHz以下。像这样，可知在第一变形例中也能够抑制频率的偏差。另一方面，如图6所示，能够确认，在第一实施方式中使第二电极层的膜厚变化的情况下，也能够抑制频率的偏差。

在图1所示的电介质膜4上，也可以设置有其它电介质膜。该电介质膜没有特别限定，例如可以由SiN构成。在该情况下，能够将上述电介质膜用作频率调整膜。

电介质膜4例如能够通过溅射法等来形成。此时，有时在电介质膜4的在俯视下与IDT电极3的电极指3a重叠的位置形成突起部。电介质膜4也可以具有设置在IDT电极3侧的相反侧的面的上述突起部。在该情况下，电介质膜4的膜厚优选设为突起部的影响充分小的膜厚。

在本实施方式中，电介质膜4的膜厚为0.2λ以上且0.4λ以下，但是在该范围外的膜厚下，也能够改善频率温度特性，并且能够有效地抑制频率的偏差。

在此，对IDT电极由Mo以外的金属构成的第二比较例和第一实施方式进行比较。另外，第二比较例除了IDT电极由Cu构成这一点以外，具有与第一实施方式同样的结构。

图7是示出第一实施方式以及第一比较例、第二比较例的弹性波装置的IDT电极的占空比与频率的关系的图。图7中的菱形的描绘点示出第一实施方式的结果，圆形的描绘点示出第一比较例的结果，三角形的描绘点示出第二比较例的结果。

如图7所示，可知在第一实施方式中，与第二比较例相比，相对于IDT电极的电极指的线宽的变化量，频率的变化量小。像这样，在第一实施方式中，电极指具有作为Mo层的第一电极层，从而能够有效地降低频率的偏差。除此以外，在第一实施方式中，频率具有极小值。由此，能够更进一步降低频率的偏差。

虽然第一实施方式的弹性波装置是带通型滤波器，但是本实用新型涉及的弹性波装置还包括双工器、多工器。以下，对此进行具体示出。

图8是第二实施方式涉及的弹性波装置的电路示意图。

本实施方式的弹性波装置10是双工器。弹性波装置10具有第一端子104～第三端子106。第三端子106是与天线连接的天线端子。弹性波装置10具有连接了第一端子104的第一带通型滤波器11a、连接了第二端子105的第二带通型滤波器11b、以及与第三端子106连接的匹配电路103。

在弹性波装置10中，第一带通型滤波器11a、第二带通型滤波器11b经由匹配电路103间接地与第三端子106连接。另外，弹性波装置10中的匹配电路103的配置没有特别限定。或者，弹性波装置10未必一定要具有匹配电路103作为弹性波装置10的一部分。第一带通型滤波器11a、第二带通型滤波器11b也可以不经由其它元件而直接与第三端子106连接。

在本实施方式中，第一带通型滤波器11a、第二带通型滤波器11b包括第一实施方式中的弹性波装置。另外，只要第一带通型滤波器11a、第二带通型滤波器11b中的至少一方具有第一实施方式中的弹性波装置的结构即可。具有上述弹性波装置的结构的带通型滤波器可以是接收滤波器，也可以是发送滤波器。

第一带通型滤波器11a具有第一通带。更具体地，第一通带是Band26的发送带，为814MHz以上且849MHz以下。第二带通型滤波器11b具有与第一通带不同的第二通带。更具体地，第二通带是Band26的接收带，为859MHz以上且894MHz以下。

第一带通型滤波器11a、第二带通型滤波器11b具有第一实施方式的结构，IDT电极的占空比为0.55以上且0.75以下。由此，如图3、图6所示，在上述式1中，能够使X≤2.5MHz。因而，能够使式1成立。因此，能够抑制频率的偏差，并且能够改善隔离度的偏差。除此以外，因为与第一实施方式同样地具有上述电介质膜，所以还能够改善频率温度特性。

另外，第一带通型滤波器、第二带通型滤波器的通带不限定于上述通带。本实用新型涉及的弹性波装置也可以是像Band8那样与Band26同样地通带间的频率间隔窄的通信波带的双工器。另外，在Band8中，发送带为880MHz以上且915MHz以下，接收带为925MHz以上且960MHz以下，通带间的频率之差为10MHz。不过，也可以是通带间的频率间隔比10MHz宽的通信波带的双工器。本实用新型涉及的弹性波装置，在通带间的频率间隔为10MHz以上的情况下能够更加可靠地改善隔离度的偏差。

另一方面，本实用新型涉及的作为多工器的弹性波装置具有多个带通型滤波器。上述多个带通型滤波器中的至少一个具有与第一实施方式同样的结构。由此，能够在改善频率温度特性的同时抑制频率的偏差，并且能够改善隔离度的偏差。另外，上述作为多工器的弹性波装置也可以包括第二实施方式的结构。

本实用新型的弹性波装置例如可以用于高频前端电路、通信装置。下面对该例子进行说明。

图9是通信装置以及高频前端电路的结构图。另外，在图9中，对于与高频前端电路230连接的各构成要素(天线元件202、RF信号处理电路(RFIC)203)也一并进行了图示。高频前端电路230、RF信号处理电路203以及滤波器231、232构成通信装置240。另外，通信装置240也可以包括电源、CPU、显示器。

高频前端电路230具备开关225、双工器201A、201B、低噪声放大器电路214、224、以及功率放大器电路234a、234b、244a、244b。

双工器201A具有滤波器211、212。双工器201B具有滤波器221、222。双工器201A、201B经由开关225与天线元件202连接。另外，上述弹性波装置可以是双工器201A、201B，也可以是滤波器211、212、221、222。

开关225按照来自控制部(未图示)的控制信号对天线元件202和与给定的波带对应的信号路径进行连接，例如由SPDT(Single Pole DoubleThrow，单刀双掷)型的开关构成。另外，与天线元件202连接的信号路径不限于一个，也可以是多个。即，高频前端电路230也可以对应载波聚合。

低噪声放大器电路214是对经由了天线元件202、开关225以及双工器201A的高频信号(在此为高频接收信号)进行放大并向RF信号处理电路203输出的接收放大电路。低噪声放大器电路224是对经由了天线元件202、开关225以及双工器201B的高频信号(在此为高频接收信号)进行放大并向RF信号处理电路203输出的接收放大电路。

功率放大器电路234a、234b是对从RF信号处理电路203输出的高频信号(在此为高频发送信号)进行放大并经由双工器201A以及开关225输出到天线元件202的发送放大电路。功率放大器电路244a、244b是对从RF信号处理电路203输出的高频信号(在此为高频发送信号)进行放大并经由双工器201B以及开关225输出到天线元件202的发送放大电路。

RF信号处理电路203通过下变频等对从天线元件202经由接收信号路径输入的高频接收信号进行信号处理，并输出进行该信号处理而生成的接收信号。此外，RF信号处理电路203通过上变频等对输入的发送信号进行信号处理，并将进行该信号处理而生成的高频发送信号输出到功率放大器电路224。RF信号处理电路203例如是RFIC。由RF信号处理电路203处理的信号，例如作为图像信号用于图像显示，或者作为声音信号用于通话。另外，高频前端电路230也可以在上述的各构成要素之间具备其它电路元件。

另一方面，通信装置240中的滤波器231、232不经由低噪声放大器电路以及功率放大器电路而连接在RF信号处理电路203与开关255之间。滤波器231、232也与双工器201A、201B同样地经由开关225与天线元件202连接。

根据像以上那样构成的高频前端电路230以及通信装置240，通过具备上述双工器201A、201B，从而能够有效地禁闭所利用的弹性波，并且能够降低无用波。

另外，高频前端电路230也可以代替上述双工器201A、201B而具备双工器201A、201B的变形例涉及的双工器。

以上，举出实施方式及其变形例对本实用新型的实施方式涉及的弹性波装置、高频前端电路以及通信装置进行了说明，但是关于本实用新型，对上述实施方式以及变形例中的任意的构成要素进行组合而实现的其它实施方式、在不脱离本实用新型的主旨的范围对上述实施方式实施本领域技术人员可想到的各种变形而得到的变形例、内置有本实用新型涉及的高频前端电路以及通信装置的各种设备也包括在本实用新型中。

本实用新型还能够应用于例如将3个滤波器的天线端子公共化的三工器、将6个滤波器的天线端子公共化的六工器等多工器。多工器只要具备两个以上的滤波器即可。

进而，多工器不限于具备发送滤波器以及接收滤波器这两者的结构，也可以是仅具备发送滤波器或仅具备接收滤波器的结构。

本实用新型能够作为滤波器、能够应用于多波带系统的多工器、前端电路以及通信装置而广泛利用于便携式电话机等通信设备。