声波器件的制作方法_3

文档序号:9930820阅读:来源:国知局
42相对于方向40倾斜,如图1OA和图1OB所例示,而第一实施方式使方向47和方向48与边缘区域32中的电极指12的宽度方向42平行并且使中心区域30中的电极指12的宽度方向40相对于方向42倾斜,如图8所例示。
[0054]在图1OA中,占空比L2/(L2+S2)大于占空比L1/(L1+S1)。在图1OB中,占空比L2/(L2+S2)等于占空比L1/(L1+S1)。如图8和图1OB所例示的,当边缘区域32中的占空比等于中心区域30中的占空比时,容易地通过挪用诸如稍后所描述的图11所例示的谐振器的普通类型谐振器的设计来设计谐振器。另一方面,当边缘区域32中的占空比与中心区域30中的占空比不同时,设计谐振器是困难的,因为不能够挪用具有均匀占空比的普通类型谐振器的设
i+o
[0055]当图8与图1OA相比较时,在图8中,各个电极指12的边缘区域32与中心区域30之间的边界49与边缘区域32与中心区域30之间的边界的方向48平行。这个结构使得能够明确地限定靠近边界49的声速。另一方面,在图1OA中边界49不与方向48平行,进而不同的声速在边界49附近共存。这适用于边缘区域32与间隙区域34之间的边界。当明确地限定了声速时,能够通过标量势方法等控制传播模式。因此,能够容易地设计声波器件。不同声速的共存使传播模式的控制变得复杂,并且使声波器件的设计复杂。
[0056]第一实施方式的谐振器的谐振特性被测量。实验条件如下。所制作的谐振器包括如稍后所描述的图17A所例示的在IDT的两侧处的谐振器。
[0057]压电衬底18:旋转127.86°的Y切割)(传播LiNbO3衬底
[0058]金属膜28:材料铜,膜厚度0.06λ
[0059]介电膜22:材料氧化硅,膜厚度0.27λ
[0060]IDT中的对数:100对
[0061]反射器的数量:20个
[0062]IDT 中的λ:3.84μπι
[0063]IDT中的交叠区域36的宽度W36:76.8ym
[0064]IDT的占空比:50%
[0065]反射器的占空比:50%
[0066]边缘区域32的宽度W32:0.6A
[0067]间隙区域34的宽度W34:2.5A
[0068]角度Θ1:8.5°
[0069]角度Θ2:8.5°
[0070]这里,λ是声波在主模式下的波长,并且对应于IDT中的λ。分别如图7A所例示的,交叠区域36的宽度W36、边缘区域32的宽度W32和间隙区域34的宽度W34由与方向46至48垂直的方向确定。
[0071]图11是根据第四比较例的谐振器的平面图。在第四比较例中,电极指12的宽度方向40、宽度方向42和宽度方向44、汇流条14的延伸方向46以及边界的延伸方向47和延伸方向48彼此平行。角度Θ1和角度Θ2是0°。其它结构与第一实施方式的那些结构相同,进而省略了描述。
[0072]图12Α和图12Β是第一实施方式和第四比较例的谐振器的通过特性的曲线图。图12Α通过S21的绝对值的平方的对数的大小来展示当谐振器被连接为梯形滤波器的串联谐振器时的通过特性,并且图12Β通过S21的绝对值的平方的对数的大小来展示当谐振器被连接为梯形滤波器的并联谐振器时的通过特性。如图12Α所例示的,在第四比较例中,在如由箭头指示的与梯形滤波器的通带对应的频率处观察到由于不期望的低阶横向模式波而导致的响应。响应的大小从2dB到5dB变动。另一方面,在第一实施方式中,不期望的横向模式波减少了。如图12B所例示的,在第四比较例中,在与梯形滤波器的通带对应的频率处观察到由于不期望的高阶横向模式波而导致的响应。在第一实施方式中,不期望的横向模式波减少了。在第一实施方式中,为什么第一实施方式减少不期望的横向模式波的原因是因为边缘区域32中的声速比中心区域30中的声速小大约1.5%。仿真是在以上描述的实验条件下进行的。当Y切割旋转是120°?140°时瑞利波的耦合系数高,并且瑞利波成为主表面声波。另外,在SH模式下的漏波有低耦合系数,从而成为不期望的波。
[0073]图13A和图13B是根据第一实施方式的第一变型和第二变型的谐振器的平面图。如图13A所例示的,在第一实施方式的第一变型中,边缘区域32中的电极指12的宽度大于中心区域30中的宽度。其它结构与第一实施方式的那些结构相同,进而省略了描述。在第一实施方式的第一变型中,边缘区域32中的电极指12有大宽度,因此使得边缘区域32中的声速小于第一实施方式的声速。
[0074]如图13B所例示的,在第一实施方式的第二变型中,间隙区域34中的电极指12的宽度方向44与方向46至48平行。如上所述,方向44被自由地选择。第一实施方式的间隙区域34中的声速大于第一实施方式的第二变型的声速。因此。为了将声波限制在交叠区域36中,第一实施方式比第一实施方式的第二变型更优选。
[0075]第一实施方式的第一变型的通过特性被测量。边缘区域32中的占空比被调整为60%。其它实验条件与第一实施方式的那些实验条件相同。图14A和图14B是第一实施方式、第一实施方式的第一变型和第四比较例的谐振器的通过特性的曲线图。图14A是当谐振器被连接为梯形滤波器的串联谐振器时通过特性的曲线图,并且图14B是当谐振器被连接为梯形滤波器的并联谐振器时通过特性的曲线图。如图14A和图14B所例示的,与第一实施方式相比,第一实施方式的第一变型减少不期望的横向模式波。这是因为第一实施方式的第一变型的边缘区域32中的声速小于第一实施方式的声速。
[0076]图15是根据第五比较例的谐振器的平面图。如图15所例示的,在第五比较例中,角度Θ1是5°并且角度Θ2是0°。因此,方向46至48与X轴取向平行。边缘区域32中的电极指12的宽度方向42与X轴取向平行。中心区域30中的电极指12的宽度方向40相对于X轴取向以角度Θ1倾斜。其它结构与第一实施方式的第一变型的那些结构相同,进而省略了描述。第五比较例的通过特性被测量。实验条件与第一实施方式的第一变型的那些实验条件的不同之处在于角度Θ2是0°。
[0077]图16A和图16B是第一实施方式的第一变型和第五比较例的谐振器的通过特性的曲线图。图16A是当谐振器被连接为梯形滤波器的串联谐振器时通过特性的放大图,并且图16B是当谐振器被连接为梯形滤波器的并联谐振器时通过特性的放大图。箭头指示不期望的SH模式波。如图16A所例示的,不期望的SH模式波的大小在第五比较例中是1.5dB,而在第一实施方式的第一变型中是0.4dB。如图16B所例示的,不期望的SH模式波的大小在第五比较例中是0.6dB,而在第一实施方式的第一变型中是0.23dB。如上所述,与第五比较例相比,第一实施方式的第一变型减少不期望的横向模式波。这是因为,在第一实施方式的第一变型中的中心区域30中的电极指12的宽度方向比在第五比较例中的中心区域30中的电极指12的宽度方向更靠近X轴取向。
[0078]图17A和图17B分别是根据第一实施方式和第一实施方式的第一变型的谐振器的平面图。如图17A和图17B所例示的,第一实施方式和第一实施方式的第一变型的谐振器中的每一个可以包括在IDT 10的两侧处的反射器20。在反射器20中,与在IDT 10中一样,边缘区域32中的电极指相对于中心区域30中的电极指以角度Θ1倾斜。反射器20是短路光栅,并且反射器20的电极指的两端连接至汇流条。其它结构与图7A和图13A所例示的那些结构相同,进而省略了描述。
[0079]图18A和图18B是根据第一实施方式和第一实施方式的第一变型的另选的谐振器的平面图。如图18A和图18B所例示的,反射器20的电极指在间隙区域34中交替地开放。其它结构与图17A和图17B所例示的那些结构相同,进而省略了描述。
[0080]第一实施方式及其变型使边缘区域32中的电极指12相对于中心区域30中的电极指12倾斜,使得在边缘区域32中的电极指12的宽度方向42上的节距PT2大于在中心区域30中的电极指12的宽度方向40上的节距PTl,如图8所例示的,当各向异性系数γ为正时。这如图4Α所例示的那样使得边缘区域32中的声速能够小于中心区域30中的声速。因此,不期望的横向模式波如图2Α、图12Α和图12Β所例示的那样减少了。
[0081 ]中心区域30中的电极指12的宽度方向40的自由选择引起不期望的SH模式波的增加。中心区域30主要影响声波器件的特性,进而中心区域30中的不期望的波的减少比边缘区域3 2中的不期望的波的减少更有效以减少总的不期望的波。因此,使中心区域3 O中的电极指12的宽度方向40与压电衬底18的X轴取向之间的角度变得小于边缘区域32中的电极指12的宽度方向42与X轴取向之间的角度。这使得能够如图6Α、图6Β、图16Α和图16Β所例示的那样减少不期望的SH模式波。另外,使中心区域30中的电极指12的宽度方向40变得与X轴取向近似平行。这使得能够进一步减少不期望的SH模式波。
[0082]如图8所例示的,当使边缘
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