声表面波设备的制作方法

专利名称：声表面波设备的制作方法
背景技术：
1.所属领域本发明涉及一种例如在移动通讯设备中用作带通滤波器的声表面波滤波器的声表面波设备。
2.相关技术由于声表面波滤波器与介质膜滤波器或其他滤波器相比尺寸上缩小了，因此声表面波滤波器被更加广泛地用作移动通讯设备中的带通滤波器。移动通讯设备中使用的带通滤波器需要有低损耗的通频带。因此，声表面波滤波器被设计和构造成各种各样以减少其损耗。
例如，

图15A所示的提出了一种使用单端对声表面波共振器的声表面波滤波器。这里，每一个具有多个手指电极的栅状反射器202和203被安排在叉指式变换器201的声表面波传播方向的两侧。单端对声表面波共振器的通频带的损耗通过栅状反射器202和203减小。
此外，如图15B所示提出了一种只带一个叉指式变换器205的声表面波共振器。这里，叉指式变换器205的电极数目很大，例如200个电极。因此，声表面波的能量没有提供反射器的情况下可以在叉指式变换器205所处的位置被捕获。也就是说，形成了一种多对型能量捕获声表面波共振器。
更进一步地，如图16所示在共振器型声表面波滤波器的声表面波传播方向上安排有多个叉指式变换器206和207。栅状反射器208和209被分别安排在叉指式变换器206和207所在区域的声表面波传播方向的两侧。
此外，还提供了具有梯形电路结构的声表面波滤波器和具有X型电路结构的声表面波滤波器，其中的每一种都提供有如上所述及如图15A和15B所示的多个声表面波共振器的组合。
如上所述，受激的声表面波的能量可以通过提供反射器或通过增加叉指式变换器的手指电极的个数来捕获。这样，表示谐振特性的Q值可以增强，且损耗可以减小。
另一方面，声表面波设备的电极电阻，声表面波的模式，电极电容等等受如图17所示的叉指式变换器中每一个手指电极211的宽度L1以叉指式变换器中声表面波传播方向上相邻手指电极211之间的间隙尺寸L2为基准的比率的影响，也就是L1/(L1+L2)的比率(以下简称为效率)，并且，叉指式变换器的电极薄膜厚度h/λ(λ为声表面波的波长，h/λ为相对λ标准化的薄膜厚度)。因此，对于设计声表面波设备来说，优化这些参数是很重要的。
间隙长度L2表示在声表面波传播方向上的间隙距离。
如上所述，通常，声表面波滤波器被设计成各式各样以增强滤波器的特性。例如，日本未经审查的公开号为7-28368的专利申请，公开了一种使用36°Y—切断X—方向传播LiTao3压电次层的纵向耦合共振器型声表面波滤波器，此外，在与声表面波传播路径相关的水平方向上使用耦合模式。根据这一公开物，可以减小欧姆电阻的损耗，并且通过设置叉指式变换器的电极薄膜厚度在0.06λ到0.10λ范围内，同时设置叉指式变换器的效率在大约0.6或更高可以增加滤波器特性的陡度。
另一方面，日本未经审查的公开号为6-188673的专利申请，公开了一种梯形声表面波滤波器，其中多个单端对声表面波共振器在36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层上形成。图18表示梯形电路。在图18中，S1和S2分别表示串联支路共振器，P1和P3分别表示并联支路共振器。在这种传统的声表面波滤波器中，叉指式变换器的电极薄膜厚度h/λ在0.4λ到0.10λ范围内，由此可以从通频带中消除不期望的伪部分，以提高滤波器的特性。
根据以上所描述的公开物，可以减少电阻损耗，并且当使用36°Y—切断X—方向传播LiTao3压电次层时可以通过设置叉指式变换器的薄膜厚度在0.4λ或更高，并设置效率在0.5或更高来获得伪抑制效果。
近来，移动通讯系统工作在较高频率，系统中声表面波滤波器中使用的频率也变得比较高，即频率在800MHZ到2.5GHZ。声表面波的声速大约是每秒几千米。这样，当声表面波设备形成以操作在800MHZ到2.5GHZ的时候，声表面波的波长很短，也就是大约几μm。因此，用于定义叉指式变换器和反射器的电极结构必须非常好。
所以，电极薄膜厚度的绝对值变小了，每一个手指电极的宽度也变小了。因此，由电极电阻引起的损耗(欧姆损耗)可以忽略不计。
此外，当每一个电极的厚度变小时，电极的强度也减小了。因此，不会形成可以引线接合的电极。
因此，在实践中尝试着增加例如汇流条电极，回转电极，和引线接合垫的电极部分中除了声表面波为受激的电极部分的薄膜厚度，以尽可能多的减少欧姆损耗，由此获得引线接合所需的强度。
例如，日本未经审查的公开号为62-47206的专利申请，公开了一种声表面波滤波器，其中在垂直方向上的声表面波部分的声耦合到声表面波传播方向上。如本公开物所描述的，在这种声表面波滤波器中，由声表面波传播方向上相邻的叉指式变换器共享的每一个汇流条电极的厚度比叉指式变换器的每一个手指电极的厚度大。因此，减小电阻可以控制声速。由此可以获得所需的滤波器性能。
在图15A和15B所示的声表面波共振器和图16所示的共振器型声表面波滤波器中，通过增加反射器的手指电极的数目并且增加叉指式变换器的电极对的数目可以捕获能量以便完整充分地反射声表面波。然而，声表面波不只有X方向部分，还有垂直于X方向的部分，也就是垂直于压电次层主平面的Y方向。因此，由于Y方向部分上的扩展声表面波以射束形状传播。由于这个原因，充分地捕获Y轴方向上声表面波的能量是很有必要的。如果能量被充分捕获，将会增加衍射损耗，从而Q值会恶化。
如日本声学社会杂志3-i-1，77-78(1979/6)所描述的，各向异性指数γ在36°Y—切断X—方向传播LiTao3上小于-1。各向异性指数γ在下面的公式中是一个常量，公式由在传播方向上偏离X轴的θ角得到的声速(θ)表示。在公式中，V0表示θ为0°时的声速。
V(θ)＝V0×(1+γ/2×θ2)在各向异性指数γ小于-1的情况下，当波导器内的速度低于波导器外的速度时能量被捕获。也就是，Vs/Vm＞1是能量捕获的条件，其中Vs是在提供手指电极区域中的声表面波的速度，Vm是在每一个汇流条电极上传播的声表面波的速度。
另一方面，已经发现了比率Vs/Vm，也就是当手指电极的薄膜厚度和汇流条电极的厚度相等时，表示传播在相啮合的手指电极所处的区域的声表面波的速度Vs与表示传播在每一个汇流条电极上的声表面波的速度Vm的比率完全不同取决于效率和电极薄膜厚度。
特别是，当电极薄膜厚度很小，效率很低时，就满足比率Vs/Vm＞1。当电极薄膜厚度和效率都增加时，比率Vs/Vm减少。在特定条件下比率Vs/Vm达到Vs＝Vm。当效率或电极薄膜厚度进一步增加，比率Vs/Vm就变得小于1。也就是，在Y轴方向上完全没有任何能量被捕获。
图19表示电极薄膜厚度h/λ和比率Vs/Vm之间的关系，这种关系是当由Al构成的叉指式变换器在36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层上形成，且效率为03时获得的。如图19所见的，比率Vs/Vm当电极薄膜厚度h/λ在3％到4％的范围内，即在0.03到0.04的范围内时有一个最大值。当电极薄膜厚度h/λ越大，比率Vs/Vm就随着抛物线的变化而减小。特别是，可以看到当电极薄膜厚度h/λ超过0.06λ时，比率Vs/Vm会快速减小。
如果每一个汇流条电极在Y轴向的长度无穷大，则提供的比率Vs/Vm小于1就可以捕获能量。在每一个汇流条Y轴方向上的长度确定的情况下，如果比率Vs/Vm没有足够大，则能量捕获效果将会减小。这样，滤波器性能中的损耗就会增加。
图20表示效率和比率Vs/Vm之间的关系，是当叉指式变换器由Al构成的，并且电极薄膜厚度为常量，即36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层上的0.06λ时所获得的。
如图20所示的，当效率很低时，比率Vs/Vm很大。随着效率的增加，比率Vs/Vm减小。特别是，当效率超过0.8时，比率Vs/Vm变得小于1。这样，就不满足能量捕获条件。
此外，下面的表1给出了当效率和电极薄膜厚度不同时所获得的比率Vs/Vm的变化情况。
表1

如表1所看到的，当薄膜厚度和效率增加时，比率Vs/Vm减小。特别是，当获得满足下列公式(1)到(6)的关系时比率Vs/Vm小于1，也就是，获得表1中粗线右侧列中所列的值的条件。这样，在Y轴方向上的波的模式不能完全满足。
L1(L1+L2)≥0.55 and h/λ≥0.100 (1)L1(L1+L2)≥0.60 and h/λ≥0.090 (2)L1(L1+L2)≥0.65 and h/λ≥0.080 (3)L1(L1+L2)≥0.70 and h/λ≥0.070 (4)L1(L1+L2)≥0.75 and h/λ≥0.065 (5)L1(L1+L2)≥0.80 and h/λ≥0.055 (6)在图15A和15B所示的声表面波共振器和图16所示的共振器型声表面波滤波器中，电极电阻损耗减小了，并且通过增加电极薄膜厚度和效率可以消除不期望的伪部分。这样估计不错。
根据声表面波Y轴方向上的能量捕获效果，捕获效果在电极薄膜厚度为0.04λ处变得最大，并且当电极薄膜厚度变成0.04λ或更大时捕获效果减小。
此外，当效率增加时，可以观察到类似的现象。能量捕获效果在效率为0.5或更高时减小。
特别是，能量捕获条件不能在电极薄膜厚度和效率之间的关系满足特定条件的范围内得到满足。这样，滤波器特性的损耗增加了。
因此，最好是电极薄膜厚度等于0.04λ，效率等于0.5以获得最佳的能量捕获效果。
然而，当电极薄膜厚度很小，效率为0.5或更小时，滤波器的特性除了以上所描述的因素外还会恶化，这可从上述的日本未经审查的公开号为7-283682的专利申请和日本未经审查的公开号为6-188673的专利申请中看出。
换句话说，用于获得最优滤波器特性的声表面波滤波器的最优电极结构和来自上述的Y轴方向上能量捕获效果观点的最优电极结构是不同的。两种电极结构有着折衷的关系。
此外，日本未经审查的公开号为62-47206的专利申请描述了叉指式变换器间的声耦合度可以提高，并且通过增加由声表面波传播方向上相邻叉指式变换器所共享的每个汇流条电极的厚度可以增加带宽以比每一个手指电极的带宽大，直到在手指电极上传播的声表面波的速度Vs等于在每一个汇流条电极上传播的声表面波的速度Vb。
以上所描述的现象是由声表面波滤波器的结构引起的，声表面波滤波器中的叉指式滤波器垂直于声表面波传播方向在声学上互相耦合。当Vs等于Vb时，上述在Y轴向上的能量捕获效果相反会减小。
发明概要为了克服上述缺陷，本发明的优选实施例提供了一种声表面波设备，该设备能够有效的捕获活动声表面波的能量，此外，还可以减小损耗并提高滤波器的特性。
根据本发明的第一优选实施例，声表面波设备包括一个压电次层，压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ，声表面波设备还包括至少一个位于压电次层上并有多个手指电极以及第一和第二汇流条电极的叉指式变换器，每一个手指电极都包含作为主要成分的AL，叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获，手指电极每一个都有不小于0.04λ的薄膜厚度，其中λ表示声表面波的波长，至少第一和第二汇流条电极的一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
根据本发明的第二优选实施例，声表面波设备包括一个压电次层，压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ，声表面波设备还包括至少一个位于压电次层上并有多个手指电极以及第一和第二汇流条电极的叉指式变换器，每一个手指电极都包含作为主要成分的AL，叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获，叉指式变换器的手指电极宽度L1和声表面波传播方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2满足公式L1/(L1+L2)≥0.5，至少第一和第二汇流条电极的一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
根据本发明的第三优选实施例，声表面波设备包括一个压电次层，压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ，声表面波设备还包括至少一个位于压电次层上并有多个手指电极以及第一和第二汇流条电极的叉指式变换器，每一个手指电极都包含作为主要成分的AL，叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获，每一个手指电极的薄膜厚度h1，手指电极的宽度L1，声表面波方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2，声表面波的波长λ满足下列公式(1)到(6)中的一个L1(L1+L2)≥0.55 and h/λ≥0.100 (1)L1(L1+L2)≥0.60 and h/λ≥0.090 (2)L1(L1+L2)≥0.65 and h/λ≥0.080 (3)L1(L1+L2)≥0.70 and h/λ≥0.070 (4)L1(L1+L2)≥0.75 and h/λ≥0.065 (5)L1(L1+L2)≥0.80 and h/λ≥0.055 (6)至少第一和第二汇流条电极的一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
更可取的是，第一和第二汇流条电极的至少一部分有多层结构，在这种多层结构中多个电极薄膜互相层叠，由此至少第一和第二汇流条电极的一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
同样可取地，在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义最低层的电极薄膜被安排分别与手指电极相连，定义第二和后面层的电极薄膜由不同于用于形成定义最低层电极薄膜的金属构成。
同样可取地，在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层是由与定义最低层电极薄膜相比具有相对高密度的金属构成。
同样可取地，在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层与定义最低层电极薄膜相比具有较低的电阻系数和较高的厚度。
更可取地，在每一个有多层结构的汇流条电极中，在构成多层结构的电极薄膜之间有一个绝缘薄膜以确保上下层电极薄膜间的电连接。
此外，更可取地，在每一个有多层结构的汇流条电极中，最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到由用来定义第二层的AL所构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘的距离g，以及定义第二层的电极薄膜的薄膜厚度M在由公式M≥0.159g-0.094所定义的范围内，其中g和M是声表面波的波长λ的整数倍。
同样可取地，在每一个有多层结构的汇流条电极中，第二层的薄膜厚度Ma在由公式Ma×(d0/da)≥0.159g-0.094所定义的范围内，其中g为汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层的电极薄膜的手指电极侧面的边缘的距离，Ma为第二层的电极薄膜厚度，g和M的值分别由声表面波的波长λ的整数倍表示，第二层由除去Al的金属构成，da是第二层金属的密度，d为Al的密度。
根据本发明的第四优选实施例，声表面波设备包括一个压电次层，压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ，声表面波设备还包括至少一个位于压电次层上并有多个手指电极以及第一和第二汇流条电极的叉指式变换器，每一个手指电极都包含作为主要成分的AL，叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获，叉指式变换器中手指电极的薄膜厚度不小于0.04λ，其中λ为声表面波的波长，在每一个汇流条电极上设置有绝缘薄膜以便汇流条电极的厚度比每一个手指电极的厚度大。
根据本发明的第五优选实施例，声表面波设备包括一个压电次层，压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ，声表面波设备还包括至少一个位于压电次层上并有多个手指电极以及第一和第二汇流条电极的叉指式变换器，每一个手指电极都包含作为主要部分的AL，叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获，手指电极宽度L1和声表面波传播方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2满足公式L1/(L1+L2)≥0.5，在每一个汇流条电极上设置有绝缘薄膜以便汇流条电极的厚度比每一个手指电极的厚度大。
根据本发明的第六优选实施例，声表面波设备包括一个压电次层，压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ，声表面波设备还包括至少一个位于压电次层上并有多个手指电极以及第一和第二汇流条电极的叉指式变换器，每一个手指电极都包含作为主要部分的Al，叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获，每一个手指电极的薄膜厚度h1，手指电极的宽度L1，声表面波方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2，声表面波的波长λ满足下列公式(1)到(6)中的一个，此外声表面波设备还包括一个设置在汇流条电极上的绝缘薄膜。
更可取地，根据本发明各种优选实施例的声表面波设备还包括设置在手指电极上的绝缘薄膜，由此包含绝缘薄膜的每一个汇流条电极部分的厚度都大于包含绝缘薄膜的手指电极部分的厚度。
同样可取地，在其上声表面波能够被激活并且在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ的压电次层最好为LiTao3次层，该次层上的伪声表面波可以被激活，例如36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层。
根据本发明另一优选实施例，一种天线共享设备包括本发明上述优选实施例中的至少一种声表面波设备。
此外，根据本发明的另一优选实施例，一种通讯设备装置包括根据上段所描述的优选实施例中的至少一种天线共享设备。
本发明的其它特征，要素，特性和优点将从以下结合附图对本发明优选实施例的详细描述中变得更加清晰。
附图的简要说明图1根据本发明第一优选实施例给出了单端对声表面波共振器的电极结构的平面示意图；图2表示每一个汇流条电极的薄膜厚度和在汇流条部分传播的声表面波的速度Vm间的关系曲线图；图3表示根据本发明第一优选实施例的声表面波设备的平面示意图；图4表示第一实施例的声表面波设备的滤波器特性和一个比较的例子的曲线图；图5A表示间隙长度g和带宽在M＝840nm之间的关系曲线图；图5B表示间隙长度g和带宽在M＝560nm之间的关系曲线图；图6表示间隙长度g和带宽在M＝280nm之间的关系曲线图；图7表示当能量捕获有效时所获得的间隙长度g和薄膜厚度M之间的关系曲线图；图8表示根据本发明第二优选实施例的声表面波共振器的平面图；图9表示第二优选实施例的声表面波设备的滤波器特性和一个比较的例子的曲线图；图10表示根据本发明第三优选实施例的声表面波设备的平面示意图；图11表示第三优选实施例的声表面波设备的汇流条电极与设置在汇流条电极上的绝缘薄膜的横断面视图；图12表示第三优选实施例的声表面波设备的滤波器特性和一个比较的例子的曲线图；图13表示配置有包含本发明各种优选实施例的声表面波设备的共享设备的电路框图；图14表示包含依据本发明各种优选实施例的共享设备的通讯系统的示意框图；图15A表示传统单端对声表面波共振器的平面示意图；图15B表示另一传统单端对声表面波共振器的平面示意图；图16表示传统共振器型声表面波滤波器的平面图；图17表示传统声表面波设备的主要部分的横断面视图；图18表示梯形电路图；图19表示每一个电极的薄膜厚度与传统声表面波设备的Vs/Vm之间的关系曲线图；以及图20表示每一个电极的效率与传统声表面波设备的Vs/Vm之间的关系图。
优选实施例的详细说明参照附图，从以下描述的本发明的声表面波设备的优选实施例中本发明将变得更为清晰。
图3表示根据本发明第一优选实施例的声表面波设备的平面示意图。声表面波设备1包括一个主要的矩形压电次层2。压电次层2被定义为36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层。
在压电次层2上安排有多个单端对声表面波共振器，这样定义一个梯形电路结构。也就是，串联支路共振器3和4，并联支路共振器5至7，电极极板8到12，以及一个与它们相连的接线电极，通过光刻和蚀刻过程形成。
在本优选实施例的声表面波设备1中，电极极板8和9用作输入和输出终端。串联支路共振器3和4与输入和输出终端之间的串联支路相连。电极极板10到12分别接地。并联支路共振器5到7分别连在串联支路和地之间，这样来定义一个梯形滤波器。
串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7中的每一个都是单端对声表面波共振器，该声表面波共振器包括一个安排在声表面波传播方向的近似中心位置的叉指式变换器，及安排在叉指式变换器的声表面波传播方向两侧的栅状反射器。
在本优选实施例中，串联支路共振器3和4的每一个叉指式变换器的手指电极啮合宽度大约是50μm，电极对的数目为100，并且每一个反射器的手指电极的数目也是100。在每一个串联支路共振器3和4中的手指电极的间距大约是2.31μm。因此，声表面波的波长最好是大约4.63μm。串联支路共振器3和4最好有如上所述的相同结构。
并联支路共振器5到7有完全相同的结构。特别是，每一个叉指式变换器的手指电极啮合宽度大约是55μm。电极对的数目为85，每一个反射器的手指电极的数目为100。手指电极的间距大约是2.41μm。也就是，声表面波的波长最好是大约2.81μm。
在并联支路共振器6中，叉指式变换器的手指电极啮合宽度最好大约是110μm。电极对的数目为85，每一个反射器的手指电极的数目为100。手指电极的间距大约是2.15μm(声表面波的波长最好是大约4.30μm)。
应该指出的是图3示意性的给出了共振器3到7，并且手指电极数目和手指电极啮合宽度比率不同于实际中使用的共振器。
串联支路共振器3和4，并联支路共振器5到7，电极极板8到12，以及与它们相连的接线电极最好由AL构成。除了以下描述的汇流条电极外这些电极的每一个的薄膜厚度最好大约为420nm。在串联支路共振器3和4上的声表面波的波长最好是大约4.63μm。这样，串联支路共振器3和4的叉指式变换器的每一个手指电极的薄膜厚度与波长的比率(h/λ(％))大约为9.1％。
因此，在并联支路共振器5到7上的声表面波的波长最好是大约4.81μm。这样，并联支路共振器5到7的叉指式变换器的每一个手指电极的薄膜厚度与波长的比率(b/λ(％))大约为8.7％。
此外，在串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7中的叉指式变换器的手指电极的效率分别大约为0.5。
关于串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7中的叉指式电极的汇流条电极，以及定义第二层的具有大约840nm厚度的电极薄膜层叠于每一个由Al构成具有大约420nm厚度的汇流条电极薄膜，图3未示出。这将参考图1进行说明。
图1表示用作串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7的单端对声表面波共振器的电极结构的平面图。叉指式变换器14被安排在单端对声表面波共振器13的中心，栅状反射器15和16被分别安排在叉指式变换器14的声表面波传播方向的两侧。叉指式变换器14包括多个手指电极14a和14b。多个手指电极14a和多个手指电极14b互相交叉安排。多个手指电极14a的一侧端部与汇流条电极14c相连。多个手指电极14b电连接于汇流条电极14d，汇流条电极14d被安排在汇流条电极14c的对面，由此提供了一对相互交叉的梳型电极。
反射器15和16被设置，这样多个手指电极15a的两端以及多个手指电极16a的两端互相短路。
在这一优选实施例中，在由串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7所构成的单端对声表面波共振器中，分别定义第二层的电极薄膜17和18，由影阴线表示的，分别与至少汇流条电极14c和14d的一部分层叠。也就是，汇流条电极14c和14d每一个都有多层结构。第二电极薄膜17和18由Al构成。每一个的厚度大约是840nm。因此，基于声表面波波长的薄膜厚度大约是17％。
此外，定义第二层的电极薄膜17和18被安排在汇流条电极14c和14d上，以便位于汇流条电极14c和14d及与汇流条电极14c和14d相连分别垂直于声表面波的传播方向的手指电极14a和14b之间的边界之外。换句话说，定义第二层的电极薄膜17和18的边缘B在手指电极14a和14b的侧面，位于汇流条电极14c和14d及分别垂直于声表面波的传播方向的手指电极14a和14b之间的边界之外。边界A和边缘B之间的距离g最好设置在大约4μm，即分别在大约0.8λ到0.9λ。
串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7每一个都包括本优选实施例的声表面波设备1中如图1所示的单端对声表面波共振器13。
本优选实施例的声表面波设备1可以通过使用作为输入终端的电极极板8以及作为输出终端的电极极板9，并通过将电极极板10到12接地，来作为梯形滤波器操作。串联支路共振器3和4及并联支路共振器5到7的每一个手指电极的薄膜厚度与波长的比率分别大约为9.1％和8.7％。每一个叉指式变换器的效率大约为0.5。
这样，如果叉指式变换器14的每一个手指电极14a和14b的薄膜厚度等于每一个汇流条电极14c和14d的薄膜厚度，则Y轴方向上的能量捕获效果将会减小。
然而，在本实施例中，定义第二层的电极薄膜17和18分别层叠于汇流条电极14c和14d。因此，在汇流条电极14c和14d上传播的声表面波的声速以大约140m/秒降低。
因此，比率Vs/Vm，即在手指电极啮合区域上传播的声表面波的声速Vs与在汇流条电极上传播的声表面波的传播速度Vm的比率增大。这样，Y轴方向上的能量捕获效果也增加了。
图2是当在定义第二层的电极薄膜17和18没有被形成的情况下每个汇流条电极14c和14d的整体厚度变化时，在汇流条电极14c和14d上传播的声表面波的声速变化图。除了每一个汇流条电极的厚度不同外，叉指式变换器和反射器3的形成类似于上面的串联支路共振器。
如图2所见的，当每一个汇流条电极的厚度增加大约0.01λ时，其中λ为声表面波的波长，声表面波的声速Vm将会以8.4m/秒降低。
在这一优选实施例中，定义第二层的电极薄膜17和18层叠于汇流条电极14c和14d，以致声表面波在汇流条电极14c和14d上传播时的声速Vm变低了。由此，比率Vs/Vm被设置为大约小于1。因此，Y轴方向上的能量捕获可以有效进行，滤波器的特性损耗可以减小，如图2所示的结果。
在图4中，实线表示本优选实施例的声表面波设备1的滤波器特性。此外，在图4中，虚线表示其配置除了没有提供定义第二层的电极薄膜外类似于本优选实施例的声表面波设备的一个比较例子的滤波器特性。在纵坐标右侧所显示的对尺寸放大了的介入损耗的滤波器特征曲线在图4的较低部分进行说明。
在本优选实施例的声表面波设备中，如图4所见，尽管介入损耗的最小值没什么变化，但通频带中的滤波器特性大幅度提高。也许这是由于汇流条电极14c和14d的多层结构减小了电极电阻并且此外，还大大提高了声表面波能量捕获的效果。
在这一实施例中，36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层被用作压电次层。然而，例如，具有大约是33°到46°的其它切角的Y—切断X—方向传播LiTao3次层也可以使用。在这种情况下，可以获得类似的效果。此外，也可以使用其它合适的压电单液晶次层。
在这一优选实施例中，定义第二层的电极薄膜17和18也可以由AL构成。定义第二层的电极薄膜还可以由不同于构成第一层的金属材料构成。此外，作为电极材料，不只是AL还有包含合金的AL也可以使用。
另外，定义第一层的电极薄膜与定义第二层的电极薄膜都可以由除了AL和包含合金的AL以外的其它金属构成。此外，定义第一层的每一个电极薄膜本身可以是包括多个互相层叠的金属薄膜的多层薄膜。
在这一优选实施例中，汇流条电极14c和14d及手指电极之间的边界A到手指电极14a和14b两侧定义第二层的电极薄膜17和18的边缘B之间的距离g大约为4μm，也就是大约为0.8λ到0.9λ。这样，会把注意力集中到间隙长度g以获得满意的能量捕获效果。
当本优选实施例的声表面波设备1中的每一个串联支路共振器及并联支路共振器的间隙长度g都不同时，滤波器的特性也会变化。本发明申请的发明人公开了能量捕获效果是当定义第二层的电极薄膜17和18的间隙长度g和薄膜厚度M不同时会发生改变。基本上，捕获效果是当每一个反射器的薄膜厚度大于每一个汇流条的薄膜厚度时可以获得。然而，如果间隙长度g过大，则在某些情况下不能获得充分的捕获效果。
因此，声表面波设备的带宽可以通过改变定义第二层的每一个电极薄膜17和18的间隙长度g和薄膜厚度M来研究。图5A和5B，图6以及下面的表2出示了其结果。
图5A表示当定义第二层的每一个电极薄膜17和18的薄膜厚度大约是840nm(0.188λ)时获得的结果。图5B表示当薄膜厚度大约是560nm(0.126λ)时获得的结果。图6表示当薄膜厚度大约是280nm(0.063λ)时获得的结果。如图5A，5B及6所示，当间隙长度g增加时带宽趋近于减小。当薄膜厚度M很小的时候这种趋势变得很明显。
为了比较，在图5A，5B和6中用虚线表示出每一个非两层结构的电极的带宽。如图5A，5B和6所见的，带宽分别减小到与接近间隙长度g大约为8μm薄膜厚度M大约为840nm，间隙长度g大约为6μm薄膜厚度M大约为560nm，间隙长度g大约为4.5μm薄膜厚度M大约为280nm的每一个非双层结构的电极相同的级别。
图7所示的这些结果是通过一次近似得到的，得到的近似等式为M≥0.159g-0.094。
M和g的值由λ的整数倍表示。
这样，期望的能量捕获效果可以通过构成满足公式M≥0.159g-0.094的设备来提供给声表面波设备。由此，设备的带宽可以增加。
在定义第二层的金属薄膜由除AL外的金属构成的情况下，声表面波设备构造成满足公式Ma×(d0/aa)≥0.159g-0.084，Ma为第二层的每一个电极薄膜厚度，d0为Al的密度。
图8表示用在本发明第二优选实施例中的单端对声表面波共振器的平面示意图。
在第二优选实施例中，使用如图8所示的单端对声表面波共振器21。第二优选实施例的声表面波设备21的结构类似于第一优选实施例，除了单端对声表面波共振器21被用作每一个串联支路共振器3及并联支路共振器5到7。因此，第二优选实施例的声表面波设备是包含两个串联支路共振器和三个并联支路共振器的梯形滤波器。
单端对声表面波共振器21包括安排在压电次层22的声表面波传播方向上的三个叉指式变换器23到25。在本优选实施例中，压电次层22也由36°Y—切断X—方向传播LiTao3次层形成。
栅状反射器26和27被安排在提供叉指式变换器23到25的区域的声表面波传播方向的两侧。
叉指式变换器23到25中的手指电极啮合宽度大约为122μm。安排在叉指式变换器23到25的近似中心位置的叉指式变换器24的手指电极对数为18。安排在两侧的每一个叉指式变换器23到25的手指电极对数为11。每一个反射器26和27的手指电极对数为120。叉指式变换器23到25中的手指电极间的节距大约是2.1μm。声表面波的波长大约是4.2μm。
叉指式变换器23到25及反射器26和27都是由AL构成的。每一个叉指式变换器23到25的薄膜厚度，是后面描述的定义第二层的底下的电极薄膜所构成的电极薄膜，大约为320nm。也就是，每一个手指电极的薄膜厚度大约是声表面波波长的7.4％。每一个叉指式变换器23到25的效率大约是0.72。
叉指式变换器23到25分别分别包括多个手指电极23a，23b，24a，24b，25a和25b，及第一和第二汇流条电极23c，23d，24c，24d，25c和25d。同样，在本优选实施例中，定义第二层的电极薄膜17和18层叠于汇流条电极23c，23d，24c，25c和25d。定义第二层的电极薄膜17和18层叠的区域用阴影线加以说明。
定义第二层的电极薄膜17和18由Al构成，类似于第一优选实施例，薄膜厚度大约是840nm。
汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层的电极薄膜17和18的手指电极两侧的边缘之间的距离g大约为2μm，即大约为0.5λ。
在图9中，实线表示根据本优选实施例所构成的声表面波设备的滤波器特性。为了比较，虚线表示除了没有第二电极薄膜层叠于汇流条部分外的结构类似于本优选实施例的声表面波设备的滤波器特性。图9下部分所示的特征曲线是在纵坐标右侧所显示的对尺寸放大了的介入损耗。
如图9所见的，尽管最小介入损耗没有变化，根据本优选实施例通过层叠定义第二层的电极薄膜，与没有定义第二层的电极薄膜的声表面波设备比较，在带宽中的滤波器特性有很大提高。
也就是，叉指式变换器23到25中的每一个手指电极的薄膜厚度大约是声表面波的波长的7.4％，并且每一个叉指式变换器23到25的效率大约是0.72。如上所述，在Y轴方向上的声表面波的能量不能只通过定义第一层的电极薄膜来捕获。然而，像这种如图9虚线表示的滤波器特性甚至在只提供定义第一层的电极薄模时也能获得，因为每一个叉指式变换器的手指电极啮合宽度比较大，即大约为30λ。
然而，定义第二层的电极薄膜17和18导致滤波器特性大规模地增加，如上所述。
特别是，可以获得低损耗滤波器特性，由于提供了至少一部分汇流条电极比每一个手指电极大的厚度，也就是，满足Vs/Vm＞1，即使是不满足Y轴方向上存在的波形条件，即每一个手指电极的薄膜厚度h1，手指电极的宽度L1，及声表面波传播方向上相邻的电极指状元间之间的间隙长度L2满足公式(1)到(6)中的一个。
图10表示根据本发明第三优选实施例的声表面波设备的平面示意图。第三优选实施例的声表面波设备31与第一优选实施例以相同方式配置。因此，相同的附图标记指示相同的部分。重复的说明引用第一优选实施例中相关的解释，在此不再赘述。
本优选实施例不同于第一优选实施例，因为构成如图10所示电极配置后，形成了Sio2薄膜(未示出)，以便通过溅蚀压电次层2的整个上一层来形成一个近似500nm的厚度。然后，除了串联支路共振器3和4，并联支路共振器5到7，以及电极极板8到12外其上还使用一个电阻。在这种状态下，手指电极及电极极板8到12上的Sio2薄膜通过蚀刻来消除，这样由于电极极板8到12上的Sio2薄膜去除了，接合线与电极极板8到12之间电连接的可靠度可以得到保证。
由于手指电极上的Sio2薄膜去除了，因此在手指电极互相啮合的区域的声表面波传播的速度Vs变得比带有层叠的Sio2薄膜的汇流条电极上传播的声表面波的声速高。换句话说，比率Vs/Vm变得大于1。
特别是，在本优选实施例中，定义绝缘薄膜的Sio2薄膜33层叠于汇流条电极32的整个表面，如图11所示的横断面视图。因此，每一个汇流条电极都具有一个多层结构。根据本发明，当至少有一部分汇流条电极与手指电极相比厚的时候除了金属薄膜外的绝缘薄膜外也是层叠的。在这种情况下，由于在汇流条电极上传播的声表面波的声速Vm变小，因此可以获得与第一优选实施例相同的优点。
在本优选实施例中，Sio2薄膜33定义为绝缘薄膜。绝缘薄膜的厚度大约是500nm，大约是声表面波波长的11％。Sio2薄膜的密度大约是2.21g/cm3，比构成电极的Al薄膜的密度2.69g/cm3要小，因为Sio2薄膜是溅蚀而成。另一方面，间隙长度g很小，即大约为0.1λ。因此，Y轴方向上的声表面波的能量捕获效果和第一优选实施例中的一样。
在图12中，实线表示第三优选实施例的声表面波设备的滤波器特性，其构成如上所述。虚线表示与第三优选实施例相比除了没有形成Sio2薄膜外以相同方式配置的声表面波设备的滤波器特性。图12是在纵坐标右侧所示的尺寸放大的介入损耗。
如图12所见，在第三优选实施例的声表面波设备中由于Sio2薄膜的形成，能量捕获效果也增强了。因此，可以得到期望的滤波器特性。
在第三优选实施例中，手指电极上的绝缘薄膜被去除，这样只有Sio2薄膜作为绝缘薄膜形成在汇流条电极上。绝缘薄膜也可以形成在手指电极上，其中手指电极上的绝缘薄膜的厚度比汇流条电极上的小。在这种情况下，通过调整绝缘薄膜之间的厚度误差，汇流条电极上传播的声表面波的声速Vm被控制的比手指电极上传播的声表面波的传播速度Vs小。这样，滤波器的特性类似于第三优选实施例的特性而被提高。
此外，可以使用除Sio2以外的其他合适的绝缘材料来构成薄膜。对于薄膜合成，汽相沉积方法，CVD方法，等等都可以使用。
另外，类似于第三优选实施例，可以在汇流条电极上形成绝缘薄膜，其形成在具有与第二优选实施例相同方式所构成的电极配置的压电次层上，除了没有形成定义第二层的电极薄膜17和18外。在这种情况下，速度Vm可以类似于第三优选实施例而被控制的比较低，以便可以捕获声表面波的能量。
在第一到第三优选实施例中描述了每一个都具有梯形电路结构的声表面波设备。根据本发明的各种优选实施例，在单端对声表面波共振器中的Y轴方向上的声表面波的能量捕获效果大幅度提高，因此，通过使用单端对声表面波共振器所形成的滤波器的滤波器特性大大提高了。因此，本发明不仅可以应用到每一个都具有梯形电路结构的声表面波滤波器，还可以应用到各种类型的声表面波滤波器和声表面波共振器中。
下面，将参照图13来描述包括根据本发明各种优选实施例的声表面波滤波器的天线共享设备的例子。
图13表示本优选实施例的天线共享设备的电路图。本实施例的天线共享设备70包括一对梯形滤波器61，每一个都类似于图3所示的梯形声表面波滤波器，除了级数不同于图3所示的滤波器的级数。特别是，各个梯形滤波器61的输入终端62彼此相连以定义第一端口71。另一方面，各个梯形滤波器61的输出终端63构成本优选实施例的天线共享设备的第二和第三端口。
天线共享设备可以构造成包括一对如上所述的梯形滤波器61。
此外，通过使用如上所述的天线共享设备可以形成通讯设备。图14表示这种通讯设备的一个例子。
本优选实施例的通讯设备装置81包括天线共享设备70和发送-接收电路82和83。天线共享设备70的第一端口71与天线84相连。输出终端63和构成第二和第三端口的63分别与发送-接收电路82和83相连。
在天线共享设备70中，一对梯形电路61配置成具有不同的通频带，因此，天线84可以被用作发送和接收天线。
在根据本发明优选实施例的声表面波中，叉指式电极的每一个手指电极的薄膜厚度不小于大约0.04λ。即使该设备在能量捕获效果趋向于减小的条件下，能量捕获效果也能大幅度高，因为第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度，这样在汇流条电极上传播的声表面波的声速Vm变得比在手指电极上传播的声表面波的声速Vs低。因此，声表面波设备，如果被用在带有梯形电路结构的声表面波滤波器中，则提供了低损耗滤波器特性。
在根据本发明的另一优选实施例的声表面波中，比率L1/(L1+L2)满足，即效率不小于大约0.5。即使该设备在能量捕获效果趋向于减小的条件下，能量捕获效果也能大幅度提高，因为第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度，这样在汇流条电极上传播的声表面波的声速Vm变得比在手指电极上传播的声表面波的声速Vs低。因此，声表面波设备，如果被用在带有梯形电路结构的声表面波滤波器中，则提供了低损耗滤波器特性。
根据本发明的另一优选实施例，满足上述公式(1)到(6)中的一个，而不满足Y轴方向上不存在波形的条件。然而，在这种情况下，由于第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度，因此在每一个汇流条电极上传播的声表面波的声速Vm变得比在手指电极上传播的声表面波的声速Vs低。所以，满足Vs/Vm＞1，这样可以执行Y轴方向上的能量捕获。这样，如果在滤波器中使用该设备，则可以获得低损耗滤波器特性。
根据本发明的优选实施例，汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度。可以使用各种方法来增加每一个汇流条电极的薄膜厚度。这可以通过形成汇流条电极的至少一部分来实现以便具有一个包括多个层叠的薄膜的多层结构。
在汇流条电极的至少一部分具有一个多层结构的情况下，多层结构可以通过在电极薄膜上层叠至少一个电极薄膜来形成，或者多层结构可以通过将绝缘薄膜同电极薄膜层叠来形成。在多个电极薄膜层叠以获得多层结构的情况下，定义最低层的电极薄膜形成以便与手指电极相连。在第二层和后续层都由不同于定义最低层的电极薄膜的金属构成的情况下，定义最低层的电极薄膜可以通过形成手指电极相同的过程来形成。此外，由于第二层和后续层由不同于定义最低层的电极薄膜的金属构成，金属的类型可以选择，以便获得高能量捕获效果。
在第二层和后续层的至少一层是由具有相对高密度金属构成的情况下，与定义最低层的电极薄膜相比，可以获得很大的质量增加效果，因此，在汇流条电极上传播的声表面波的声速减少的更多。例如，当第一层由Al或者是包含合金的Al构成时，声表面波的大能量捕获可以通过第二层和后续层的至少一层使用相当高密度的金属形成来获得，例如Au，Ag，W，Ti，Ni，或其它合适的材料。
此外，在定义第二层和后续层的电极薄膜中至少一层具有低阻性和比定义最低层的电极薄膜具有较大厚度的情况下，在汇流条电极上传播的声表面波的声速被有效地控制变小。因此，声表面波的能量捕获效果可以大幅度提高。例如，能量捕获效果可以通过第二层和后续层的至少一层使用Au，Ag，Cu或其它合适的材料来形成从而得到提高，如上所述。
在每一个有多层结构的汇流条电极中，在构成多层电极结构的电极薄膜之间可以形成一个绝缘层，以便确保上下电极薄膜之间的电连接。在这种情况下，由于绝缘薄膜的大质量增加，在汇流条电极上传播的声表面波的声速被控制变小。因此，可以得到期望的能量捕获效果。
在根据本发明各种优选实施例的声表面波设备中，声表面波的能量捕获效果可以大幅度提高，并且当满足M≥0.159g-0.094或Ma×(d0/da)≥0.159g-0.094时可以增加带宽。
在根据本发明另一优选实施例的声表面波设备中，叉指式变换器中的手指电极的薄膜厚度不小于大约0.04λ。在这种条件下，Y轴方向上的声表面波的能量捕获不能满意地被执行。然而，由于在汇流条电极上形成绝缘薄膜，在汇流条电极上传播的声表面波的传播速度Vm变小，归咎于绝缘薄膜的质量增加。这样，可以获得有效的声表面波能量捕获效果。因此，声表面波设备，当其用于声表面波滤波器时，可以提供低损耗滤波器特性。
类似地，在根据本发明另一优选实施例的声表面波设备中，效率不小于大约0.5。由于在汇流条电极上形成绝缘薄膜，即使声表面波设备在Y轴方向上的能量捕获效果不能有效执行的情况下，在每一个汇流条电极上传播的声表面波的声速被控制变小。因此，满足Vs/Vm＞1。所以，Y轴方向上的声表面波设备的能量捕获可以类似于本发明第四优选实施例的声表面波设备来实现。当声表面波设备用于定义例如一个滤波器的时候，可以获得低损耗滤波器特性。
在根据本发明另一优选实施例的声表面波设备中，满足上述公式(1)到(6)中的一个。不满足Y轴方向上存在波形的条件。同时，在这种情况下，根据本发明各种优选实施例在汇流条电极上形成一个绝缘波膜。这样，在汇流条电极上传播的声表面波的声速减小。因此，满足Vs/Vm＞1。所以，Y轴方向上的声表面波设备的能量捕获可以类似于本发明第四或第五优选实施例的声表面波设备来实现。当声表面波设备用于定义例如一个滤波器的时候，可以获得低损耗滤波器特性。
在根据本发明各种优选实施例的声表面波设备中，绝缘薄膜被设置在手指电极和汇流条电极上。在每一个汇流条电极上所提供的绝缘薄膜的厚度大于每一个汇流条电极上的绝缘薄膜的厚度的情况下，在每一个汇流条电极上传播的声表面波的声速Vm变小。因此，满足Vs/Vm＞1。Y轴方向上的声表面波可以有效地捕获。当声表面波设备用于定义例如一个滤波器的时候，可以获得低损耗滤波器特性。
在包括根据本发明各种优选实施例的声表面波设备之一的天线共享设备中，由于声表面波的损耗减小，天线共享设备中的损耗得以最小化。
此外，在包括本发明优选实施例的天线共享设备的通讯系统中，由于该设备包括如上所述具有低损耗的天线共享设备，所以通讯系统中的整个损耗被最小化。
权利要求
1.一种声表面波设备，包括一个压电次层，在压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ；并且至少有一个叉指式变换器设置在压电次层上，并且包括第一和第二汇流条电极和多个手指电极，多个手指电极与第一和第二汇流条电极相连以定义一对互相交叉的梳形电极，多个手指电极都包含作为主要成份的Al；其中每一个手指电极都有不小于大约0.04λ的薄膜厚度，其中λ表示声表面波的波长，并且第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度，以便垂直于声表面波的传播方向上的声表面波的能量可以被充分捕获。
2.根据权利要求1所述的声表面波设备，其中第一和第二汇流条电极的至少一部分具有多个电极薄膜互相层叠的多层结构，由此第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
3.根据权利要求2所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中定义最低层的电极薄膜被安排与手指电极相连，定义第二和后面层的电极薄膜由不同于用于形成定义最低层电极薄膜的金属构成。
4.根据权利要求3所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层是由与定义最低层电极薄膜相比具有相对高密度的金属构成。
5.根据权利要求3所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层与定义最低层电极薄膜相比具有较低的电阻系数和较大的厚度。
6.根据权利要求3所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，在构成多层结构的电极薄膜之间有一个绝缘薄膜以确保上下层电极薄膜间的电连接。
7.根据权利要求3所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层由Al构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘之间的距离g，以及定义第二层电极薄膜的薄膜厚度M在由公式M≥0.159g-0.094所定义的范围内，其中g和M是声表面波的波长λ的整数倍。
8.根据权利要求3所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，第二层的电极薄膜厚度Ma在由公式Ma×(d0/da)≥0.159g-0.094定义的范围内，其中g为从最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层的由Al构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘之间的距离，g和M值分别由声表面波的波长λ的整数倍表示，第二层由除去Al的金属构成，da是第二层金属的密度，d0为Al的密度。
9.根据权利要求1所述的声表面波设备，其中声表面波所在的压电次层为LiTao3次层，其次层上的伪声表面波是受激的。
10.一种声表面波设备，包括一个压电次层，在压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ；并且至少有一个叉指式变换器设置在压电次层上，并且包括第一和第二汇流条电极和多个手指电极，多个手指电极与第一和第二汇流条电极相连以定义一对互相交叉的梳形电极，多个手指电极都包含作为主要成份的Al；其中叉指式变换器的手指电极宽度L1和声表面波传播方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2满足公式L1/(L1+L2)≥0.5，并且第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度，以便垂直于声表面波的传播方向上的声表面波的能量可以被充分捕获。
11.根据权利要求10所述的声表面波设备，其中第一和第二汇流条电极的至少一部分的具有多个电极薄膜互相层叠多层结构，由此第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
12.根据权利要求11所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中定义最低层的电极薄膜被安排与手指电极相连，定义第二和后面层的电极薄膜由不同于用于形成定义最低层电极薄膜的金属构成。
13.根据权利要求12所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层是由与定义最低层电极薄膜相比具有相对高密度的金属构成。
14.根据权利要求12所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层与定义最低层电极薄膜相比具有较低的电阻系数和较大的厚度。
15.根据权利要求12所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，在构成多层结构的电极薄膜之间有一个绝缘薄膜以确保上下层电极薄膜间的电连接。
16.根据权利要求12所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层由Al构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘之间的距离g，以及定义第二层的电极薄膜的薄膜厚度M在由公式M≥0.159g-0.094所定义的范围内，其中g和M是声表面波的波长λ的整数倍。
17.根据权利要求12所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，第二层的电极薄膜厚度Ma在由公式Ma×(d0/da)≥0.159g-0.094定义的范围内，其中g为从最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层的由Al构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘之间的距离，g和M值分别由声表面波的波长λ的整数倍表示，第二层由除去Al的金属构成，da是第二层金属的密度，d0为Al的密度。
18.根据权利要求10所述的声表面波设备，其中声表面波所在的压电次层为LiTao3次层，次层上伪声表面波是受激的。
19.一种声表面波设备，包括一个压电次层，在压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ；并且至少有一个叉指式变换器设置在压电次层上，并且包括第一和第二汇流条电极和多个手指电极，多个手指电极与第一和第二汇流条电极相连以定义一对互相交叉的梳形电极，多个手指电极都包含作为主要成份的Al；其中每一个手指电极的薄膜厚度h1，手指电极的宽度L1，声表面波方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2，声表面波的波长λ满足下列公式(1)到(6)中的一个L1(L1+L2)≥0.55 and h/λ≥0.100 (1)L1(L1+L2)≥0.60 and h/λ≥0.090 (2)L1(L1+L2)≥0.65 and h/λ≥0.080 (3)L1(L1+L2)≥0.70 and h/λ≥0.070 (4)L1(L1+L2)≥0.75 and h/λ≥0.065 (5)L1(L1+L2)≥0.80 and h/λ≥0.055 (6)至少第一和第二汇流条电极的一部分具有比每一个手指电极大的厚度，以便垂直于声表面波的传播方向上的声表面波的能量可以被充分捕获。
20.根据权利要求19所述的声表面波设备，其中第一和第二汇流条电极的至少一部分有多层结构，其中多个电极薄膜互相层叠，由此第一和第二汇流条电极的至少一部分具有比每一个手指电极大的厚度。
21.根据权利要求20所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中定义最低层的电极薄膜被安排与手指电极相连，定义第二和后面层的电极薄膜由不同于用于形成定义最低层电极薄膜的金属构成。
22.根据权利要求21所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层是由与定义最低层电极薄膜相比具有相对高密度的金属构成。
23.根据权利要求21所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，定义第二和后面层的电极薄膜中至少有一层与定义最低层电极薄膜相比具有较低的电阻系数和较大的厚度。
24.根据权利要求21所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，在构成多层结构的电极薄膜之间有一个绝缘薄膜以确保上下层电极薄膜间的电连接。
25.根据权利要求21所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层由Al构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘之间的距离g，以及定义第二层的电极薄膜的薄膜厚度M在由公式M≥0.159g-0.094定义的范围内，其中g和M是声表面波的波长λ的整数倍。
26.根据权利要求21所述的声表面波设备，其中在每一个有多层结构的汇流条电极中，第二层的电极薄膜厚度Ma在由公式Ma×(d0/da)≥0.159g-0.094定义的范围内，其中g为从最低层电极薄膜中的汇流条电极和手指电极之间的边界到定义第二层的由Al构成的电极薄膜的手指电极侧面的边缘之间的距离，g和M值分别由声表面波的波长λ的整数倍表示，第二层由除去Al的金属构成，da是第二层金属的密度，d0为Al的密度。
27.根据权利要求19所述的声表面波设备，其中声表面波所在的压电次层为LiTao3次层，其次层上的伪声表面波是受激的。
28.一种声表面波设备，包括一个压电次层，在压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ；并且至少有一个叉指式变换器设置在压电次层上，具有包含作为主要成分AL的多个手指电极以及第一和第二汇流条电极，在叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获；叉指式变换器中每一个手指电极的薄膜厚度不小于大约0.04λ，其中λ为声表面波的波长；绝缘薄膜形成在每一个汇流条电极上以便汇流条电极的厚度比每一个手指电极的厚度大。
29.根据权利要求28所述的声表面波设备，还包括设置在手指电极上的一个绝缘薄膜，所述绝缘薄膜具有比设置在每一个手指电极上的绝缘薄膜大的厚度。
30.根据权利要求28所述的声表面波设备，其中声表面波所在的压电次层为LiTao3次层，其上的伪声表面波是受激的。
31.一种声表面波设备，包括一个压电次层，在压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传播方向上有一个小于-1的各向异性指数γ；并且至少有一个叉指式变换器设置在压电次层上，有多个包含作为主要成份AL的手指电极以及第一和第二汇流条电极，在叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获；手指电极宽度L1和声表面波传播方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2满足公式L1/(L1+L2)≥0.5；在每一个汇流条电极上设置有绝缘薄膜以便汇流条电极的厚度比每一个手指电极的厚度大。
32.根据权利要求31所述的声表面波设备，还包括设置在手指电极上的一个绝缘薄膜，所述绝缘薄膜具有比设置在每一个手指电极上的绝缘薄膜大的厚度。
33.根据权利要求31所述的声表面波设备，其中声表面波所在的压电次层为LiTao3次层，其上伪声表面波是受激的。
34.一种声表面波设备，包括一个压电次层，在压电次层上的声表面波是受激的，并且压电次层在传方向上有一人小于-1的各向异性指数γ；并且至少有一个叉指式变换器设置在压电次层上，叉指式变换器有多个包含作为主要成份AL的手指电极以及第一和第二汇流条电极，在叉指式变换器上垂直于声表面波传播方向的声表面波的能量被充分捕获；每一个手指电极的薄膜厚度h1，手指电极的宽度L1，声表面波方向上相邻的手指电极之间的间隙长度L2，声表面波的波长λ满足下列公式(1)到(6)中的一个；L1(L1+L2)≥0.55 and h/λ≥0.100 (1)L1(L1+L2)≥0.60 and h/λ≥0.090 (2)L1(L1+L2)≥0.65 and h/λ≥0.080 (3)L1(L1+L2)≥0.70 and h/λ≥0.070 (4)L1(L1+L2)≥0.75 and h/λ≥0.065 (5)L1(L1+L2)≥0.80 and h/λ≥0.055 (6)并且还包括一个设置在汇流条电极上的绝缘薄膜。
35.根据权利要求34所述的声表面波设备，还包括设置在手指电极上的一个绝缘薄膜，所述绝缘薄膜具有比设置在每一个手指电极上的绝缘薄膜大的厚度。
36.根据权利要求34所述的声表面波设备，其中声表面波所在的压电次层为LiTao3次层，其上伪声表面波是受激的。
37.一种天线共享设备包括根据权利要求1的至少一种声表面波设备。
38.一种通讯设备装置包括权利要求16的天线共享设备。
全文摘要
一种声表面波设备设置成垂直于声表面波传播方向上的声表面波能量可以被充分捕获。至少有一个带有多个手指电极和第一第二汇流条电极的叉指式变换器位于压电次层上,压电次层上的声表面波是受激的并且在传播方向上有一个小于大约－1的各向异性指数γ。手指电极每一个都有一个不小于大约0.04λ的薄膜厚度,其中λ为声表面波的波长。第一和第二汇流条电极的至少一部分有比每一个手指电极大的厚度。
文档编号H03H9/64GK1348252SQ01137160
公开日2002年5月8日 申请日期2001年9月24日 优先权日2000年9月25日
发明者谷口典生, 高田俊明, 長井逹朗, 大和秀司 申请人:株式会社村田制作所