CN107112975A - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在不导致制造工序的复杂化以及成本的上升的情况下有效地抑制横模波动的弹性波装置。一种弹性波装置(1)，其中，在高音速件上层叠有低音速膜、压电膜以及IDT电极，在IDT电极(3)中，在第1、第2电极指(13、14)中的至少一方中，与长度方向中央相比宽度方向尺寸被设得较大的宽宽度部(13a～13d、14a～14d)设置在与中央区域相比更靠近基端侧以及前端侧中的至少一侧，第1以及第2汇流条(11、12)中的至少一方具有沿着汇流条长度方向分散配置的多个开口部(15)，第1以及第2汇流条(11、12)中的至少一方具有：内侧汇流条部(11A)，位于与开口部(15)相比更靠近第1或者第2电极指(13、14)侧，且在第1以及第2汇流条(11、12)的长度方向上延伸；中央汇流条部(11B)，设置有开口部(15)；以及外侧汇流条部(11C)。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及用于谐振器、带通滤波器等的弹性波装置。
背景技术
一直以来，作为谐振器、带通滤波器而广泛使用弹性波装置。在下述的专利文献1、专利文献2中，公开了在声表面波装置中通过形成活塞模式来抑制横模的寄生分量的构造。例如，在下述的专利文献1的图9、专利文献2的图4中，在IDT电极的电极指设置有宽宽度部分。通过设置该宽宽度部分，从而形成低音速区域。
另一方面，在专利文献1的图12、专利文献2的图8(c)以及图9中，在IDT电极的一部分层叠有膜。更具体地，在IDT电极的电极指延伸的方向上，在与中央区域相比更靠近外侧的区域层叠有膜。由此构成低音速区域。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-101350号公报
专利文献2：WO2011/088904
发明内容
发明要解决的课题
然而，在电极指设置有宽宽度部的构造中，增大宽宽度部的宽度是有限的。即，如果宽度过大，则宽宽度部会与相邻的电极指接触，因此不能充分地降低低音速区域的音速。因此，难以可靠地抑制横模。此外，在层叠追加的膜的方法中，工序繁杂，且成本升高。
本发明的目的在于，提供一种能够在不导致制造工序的复杂化以及成本的上升的情况下抑制横模波动的弹性波装置。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置是具有压电膜的弹性波装置，其具备：高音速件，与在所述压电膜中传播的弹性波的音速相比，传播的体波音速为高速；低音速膜，层叠在所述高音速件上，与在所述压电膜中传播的弹性波音速相比，传播的体波音速为低速；所述压电膜，层叠在所述低音速膜上；以及IDT电极，形成在所述压电膜的一个面，所述IDT电极具有：第1汇流条；第2汇流条，与所述第1汇流条隔开配置；多根第1电极指，基端与所述第1汇流条电连接，前端朝向所述第2汇流条延伸；以及多根第2电极指，基端与所述第2汇流条连接，前端朝向所述第1汇流条延伸，在将与所述第1电极指以及所述第2电极指延伸的方向正交的方向设为宽度方向时，在所述第1电极指以及所述第2电极指中的至少一方中，与所述第1电极指以及所述第2电极指的长度方向中央相比宽度方向尺寸被设得较大的宽宽度部设置在与中央区域相比更靠近所述基端侧以及所述前端侧中的至少一侧，所述第1汇流条以及所述第2汇流条中的至少一方具有沿着所述第1汇流条或所述第2汇流条的长度方向分离配置的多个开口部，所述第1汇流条以及所述第2汇流条具有：内侧汇流条部，位于与所述开口部相比更靠近所述第1电极指或所述第2电极指侧，且在所述第1汇流条以及所述第2汇流条的长度方向上延伸；中央汇流条部，设置有所述开口部；以及外侧汇流条部，相对于所述内侧汇流条部夹着所述中央汇流条部位于相反侧。
在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的局面中，所述内侧汇流条部具有在弹性波传播方向上延伸的带状的形状。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，在所述第1电极指以及第2电极指的双方设置有所述宽宽度部。在该情况下，能够更有效地抑制波动。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述宽宽度部在所述第1电极指以及所述第2电极指中的至少一方中分别设置有多个。在该情况下，能够更有效地抑制波动。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述IDT电极是未实施交叉宽度加权的标准型的IDT电极。在该情况下，能够容易地形成IDT电极。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，在将声表面波的波长设为λ时，所述第1电极指以及所述第2电极指的前端和与所述第1电极指以及所述第2电极指的前端对置的第2汇流条、第1汇流条之间的距离设为0.5λ以下。在该情况下，能够减小低音速区域中的高音速的部分的宽度。因此，能够使传播的模式接近理想的活塞模式。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，还具备支承所述高音速件的支承基板，所述高音速件为高音速膜。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述高音速件为高音速支承基板。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述IDT电极内的至少一根电极指的极性被反转，极性被反转的所述电极指与两侧相邻的电极指之间由电极材料填充。由此，在弹性波装置为滤波器的情况下，能够提高滤波器特性的陡峭性。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述IDT电极由Al或以Al为主体的合金构成，所述IDT电极的电极膜厚为0.08λ以上。在该情况下，能够减小电极指的电阻。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述IDT电极的膜厚为0.10λ以上且400nm以下。在该情况下，能够减小电极指的电阻。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述高音速件为硅基板，其体积电阻率为1000Ωcm以上。由此，在弹性波装置为滤波器的情况下，能够使滤波器的插入损耗降低。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的局面中，所述高音速件为硅基板，其体积电阻率为4000Ωcm以上。由此，在弹性波装置为滤波器的情况下，能够提高滤波器特性的陡峭性。
发明效果
根据本发明涉及的弹性波装置，能够形成活塞模式，能够有效地抑制横模波动。而且，为了形成活塞模式，未必一定要层叠追加的膜。因而，也不易导致制造工序的复杂化以及成本的上升。进而，能够提高Q值。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图2是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的简图式主视剖视图。
图3是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的示意性俯视图。
图4是示出第1实施方式的弹性波装置的阻抗频率特性的图。
图5是示出比较例的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图6是示出比较例的弹性波装置的阻抗频率特性的图。
图7是示出形成了活塞模式时的、中央区域与低音速区域的音速差ΔV相对于中央区域的音速的比例与低音速区域的长度方向上的尺寸Y的关系的图。
图8是示出本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图9是示出本发明的第3实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图10是示出本发明的第4实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图11是示出本发明的第5实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图12是示出本发明的第6实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图13是示出本发明的第7实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图14是示出本发明的第8实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图15是示出本发明的第9实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图16是示出本发明的第10实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。
图17是本发明的第1实施方式的变形例涉及的弹性波装置的简图式主视剖视图。
图18是示出作为高音速支承基板材料的Si的体积电阻率与插入损耗变化量的关系的图。
图19是示出作为高音速支承基板材料的Si的体积电阻率与滤波器特性的陡峭性的变化量的关系的图。
图20是示出使Al膜厚变化的情况下的频率差的变化的图。
图21是示出使Al膜厚变化的情况下的插入损耗的变化的图。
图22是示出弹性波装置中的LiTaO3膜的膜厚与Q的关系的图。
图23是示出弹性波装置中的LiTaO3膜的膜厚与频率温度系数TCF的关系的图。
图24是示出弹性波装置中的LiTaO3膜的膜厚与音速的关系的图。
图25是示出弹性波装置中的由LiTaO3构成的压电膜的厚度与相对频带的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明，从而明确本发明。
另外，需要指出，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之间进行结构的部分置换或组合。
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图，图2是其简图式主视剖视图，图3是第1实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
如图2所示，弹性波装置1具有作为高音速件的高音速支承基板7。高音速支承基板7由Si构成。在高音速支承基板7上层叠有音速相对低的低音速膜8。此外，在低音速膜8上层叠有压电膜9。在该压电膜9的上表面层叠有IDT电极3。另外，也可以在压电膜9的下表面层叠IDT电极3。
在本实施方式中，压电膜9由50°Y-X的LiTaO3膜构成。另外，如果例如像LiNbO3、LiTaO3等那样机电耦合系数比较大，则压电膜9也可以由其它压电单晶或压电陶瓷构成。切割角也不限定于50°Y。在本实施方式中，LT的厚度为0.3λ。
低音速膜8由在压电膜9中传播的弹性波音速比在压电膜9中传播的体波音速低的材料构成。在本实施方式中，低音速膜8由SiO2构成。在本实施方式中，SiO2的膜厚为0.35λ。
不过，只要满足上述条件，低音速膜8的材料就没有特别限定。因此，低音速膜8能够由SiO2等氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳化硅、氧化锆等各种陶瓷、玻璃等电介质、或者硅或氮化镓等半导体构成。
另外，在本说明书中，所谓高音速件是指，与在压电膜中传播的表面波、边界波等弹性波相比，该高音速件中的体波的音速为高速的层。此外，所谓低音速膜是指，与在压电膜中传播的弹性波相比，该低音速膜中的体波的音速为低速的膜。此外，从某种构造的IDT电极会激励各种音速不同的模式的弹性波，所谓在压电膜中传播的弹性波，表示为了得到滤波器、谐振器的特性而利用的特定的模式的弹性波。决定上述体波的音速的体波的模式根据在压电膜中传播的弹性波的使用模式进行定义。
上述高音速支承基板7发挥如下功能，即，将声表面波封闭在层叠有压电膜9以及低音速膜8的部分，使其不会泄漏到高音速支承基板7以下的构造。在本实施方式中，高音速支承基板7由Si构成。不过，只要能够封闭上述声表面波，就能够使用氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、DLC膜或金刚石、以上述材料为主成分的介质、以上述材料的混合物为主成分的介质等各种各样的高音速材料。
为了将声表面波封闭在层叠有压电膜9以及低音速膜8的部分，高音速件的厚度越厚越好，优选为声表面波的波长λ的0.5倍以上，更优选为1.5倍以上。
另外，上述高音速支承基板的体积电阻率优选为1000Ωcm以上。通过使用电阻高的Si，从而能够得到更良好的谐振特性、滤波器特性。在图18示出作为高音速支承基板材料的Si的体积电阻率与插入损耗变化量的关系。图18的横轴表示Si的体积电阻率，纵轴表示通带中的插入损耗变化量。当由Si构成的高音速支承基板的体积电阻率减小时，插入损耗增大并劣化。所谓纵轴的插入损耗变化量，表示以设高音速支承基板为绝缘体时的插入损耗为基准的、相对于该基准的插入损耗劣化量。根据图18可知，如果Si的体积电阻率为1000Ωcm以上，则能够抑制插入损耗的劣化，其结果是，能够得到良好的滤波器特性。因此，由Si构成的高音速支承基板的体积电阻率优选为1000Ωcm以上。
在图19示出作为高音速支承基板材料的Si的体积电阻率与滤波器特性的陡峭性的变化量的关系。图19的横轴表示Si的体积电阻率，纵轴表示滤波器特性的陡峭性的变化量。所谓滤波器特性的陡峭性的变化量，以设高音速支承基板为绝缘体时的滤波器特性的陡峭性为基准，与该基准相比，将滤波器特性的陡峭性变化的量作为陡峭性的变化量。在此，所谓滤波器特性的陡峭性是指，在通带肩部，衰减量为3.5dB的频率与衰减量为40dB的频率的频率差。该频率差越小，意味着陡峭性越高。根据图19可知，如果Si的体积电阻率为4000Ωcm以上，则能够抑制陡峭性的变化，进而能够得到良好的滤波器特性。因此，更优选由Si构成的高音速支承基板的体积电阻率为4000Ωcm以上。
另外，Si的体积电阻率通常为100×103Ωcm以下。
此外，作为高音速件，也可以代替高音速支承基板7，像图17所示的变形例那样，使用层叠在支承基板7a上的高音速膜7b。在该情况下，作为支承基板7a，能够使用适当的材料。作为这样的材料，能够使用蓝宝石、LiTaO3、LiNbO3、水晶等压电体、氧化铝、氧化镁、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、多铝红柱石、皂石、镁橄榄石等各种陶瓷、玻璃等电介质或硅、氮化镓等半导体以及树脂基板等。
在弹性波装置1中，在高音速支承基板7与压电膜9之间配置有低音速膜8。因此，弹性波的音速降低。另一方面，弹性波的能量本质上集中于低音速的介质。因此，能够提高弹性波能量向压电膜9内以及IDT电极3内的封闭效果。因而，与未设置低音速膜8的情况相比，能够降低损耗、提高Q值。根据图22可知，在LiTaO3的膜厚为3.5λ以下的情况下，与超过3.5λ的情况相比，Q值变高，Q特性变得良好。此外，根据图23可知，在LiTaO3的膜厚为2.5λ以下的情况下，与超过2.5λ的情况相比，能够减小频率温度系数TCF的绝对值。更优选地，在2λ以下的范围，能够使频率温度系数TCF的绝对为-10ppm/℃以下。进而，根据图24可知，在LiTaO3的膜厚为1.5λ以下的情况下，音速减小。因此，用于得到所希望的频率的IDT电极的大小变小，能够实现器件的小型化。进而，根据图25可知，在LiTaO3的膜厚为0.5λ以下的情况下，相对频带增大，更优选。
此外，通过高音速支承基板7可抑制弹性波向高音速支承基板7的下层泄漏。
另外，在本实施方式中，在压电膜9的下方层叠有低音速膜8以及作为高音速件的高音速支承基板7，该低音速膜以及高音速件可以层叠有多层。
在图2中，以简图方式示出了包括IDT电极3的电极构造，如图3所示，在弹性波装置1中，在IDT电极3的声表面波传播方向两侧设置有反射器4、5。即，弹性波装置1为1端口型的声表面波谐振器。
另外，在图3中，关于IDT电极3，以用矩形的框包围X的标记以简图方式示出。参照图1对IDT电极3进行详细说明。
IDT电极3是未实施交叉宽度加权的标准型的IDT电极，电极指周期为2.0μm。不过，IDT电极的电极指周期没有特别限定。此外，电极指的对数是150对，交叉部为10λ(λ是在IDT电极激励的弹性波的波长)。反射器4、5是将两端短路而构成的光栅式反射器。反射器4、5中的电极指的根数为20根。
在本实施方式中，IDT电极3以及反射器4、5由具有Ti膜和层叠在Ti膜上的Al膜的层叠金属膜构成。该Ti膜的厚度设为10nm，Al膜的厚度设为167nm。在该层叠金属膜中，Al膜为主体，其厚度为167nm＝0.0835λ。
另外，构成IDT电极3的金属不限定于此，能够使用适当的金属或合金。
此外，如上述那样，以Al为主体的IDT电极的厚度设为0.0835λ，根据本申请的发明人的实验，优选为0.08λ以上。由此，例如在作为弹性波装置而构成了弹性波滤波器的情况下，能够提高滤波器特性的陡峭性。
图20是示出使Al膜厚变化的情况下的频率差的变化的图。该频率差是通带肩部的频率差，是指衰减量为3.5dB的频率与衰减量为40dB的频率的频率差。该频率差越小，肩部的陡峭性越高。
根据图20可知，当Al膜的膜厚小于0.08λ时，随着Al膜的膜厚减小，频率差显著增大。相对于此，可知如果Al膜厚为0.08λ以上，则频率差大致固定且小。因此，优选地，Al膜的膜厚为0.08λ以上。
进而，优选将IDT电极3的膜厚设为0.1λ以上。由此，能够降低电极指的电阻。因而，能够减小损耗。
图21是示出使上述Al膜的膜厚变化的情况下的插入损耗的变化的图。上述插入损耗是指，在通带内插入损耗最小的最小插入损耗。
根据图21可知，如果Al膜的膜厚为0.10λ以上，则插入损耗充分小，且根据Al膜的膜厚的变化，插入损耗的变动小。因此，更优选地，Al膜的膜厚为0.10λ以上。另外，如果Al膜厚变得过厚，则难以制造，因此优选为400nm以下。因而，IDT电极的膜厚也优选为400nm以下。
另外，也可以形成SiO2膜，使得覆盖图1所示的电极构造。由此，能够改善频率温度特性。
在本实施方式的弹性波装置1中，在IDT电极3中，具备通过形成活塞模式来抑制横模波动的构造。参照图1对此进行说明。
IDT电极3具有第1汇流条11和与第1汇流条11隔开配置的第2汇流条12。第1汇流条11和第2汇流条12在声表面波传播方向上平行地延伸。
此外，多根第1电极指13的基端与第1汇流条11连接。多根第1电极指13的前端从第1汇流条11朝向第2汇流条12侧延伸。即，多根第1电极指13在与声表面波传播方向正交的方向上延伸。
另一方面，多根第2电极指14的基端与第2汇流条12连接。多根第2电极指14的前端从第2汇流条12朝向第1汇流条11侧延伸。即，多根第2电极指14也在与声表面波传播方向正交的方向上延伸。
多根第1电极指13和多根第2电极指14彼此交叉插入。在第1电极指13设置有宽宽度部13a、13b、13c、13d。在第2电极指14也设置有宽宽度部14a、14b、14c、14d。以宽宽度部13a为代表，对宽宽度部13a～13d、14a～14d的形状进行说明。宽宽度部13a的宽度方向尺寸，即，沿着声表面波传播方向的尺寸比第1电极指13的剩余部分长。在本实施方式中，宽宽度部13a设为从电极指13的侧缘向声表面波传播方向突出的等腰梯形的形状。不过，宽宽度部的形状不限定于此，也可以使半圆状的突出部等各种形状的突出部从电极指13的侧缘向声表面波传播方向突出。
宽宽度部13a、13b在第1电极指13中靠近第1电极指13的基端侧设置。换句话说，宽宽度部13a、13b靠近第1汇流条11侧形成。另一方面，宽宽度部13c、13d靠近第1电极指13的前端侧，即，第2汇流条12侧设置。
另一方面，在第2电极指14中，在前端侧设置有宽宽度部14a、14b。宽宽度部14a、14b和宽宽度部13a、13b在接近第1汇流条11的区域，在与声表面波传播方向正交的方向上，即，电极指延伸的方向上交替地配置。同样地，宽宽度部13c、13d和宽宽度部14c、14d在接近第2汇流条12的一侧，在上述电极指延伸的方向上交替地配置。
在设置有上述宽宽度部13a、13b和宽宽度部14a、14b的区域中，形成有图1所示的区域V2。图1的右侧的V1～V6表示从IDT电极3的中央起在与声表面波传播方向正交的方向上朝向外侧配置的区域。在图1示意性地示出在区域V1～V6中传播的弹性波的速度(以下，称为音速)V1～V6。以下，在本说明书中，将区域Vn(n为自然数)的音速设为Vn。在此，区域V1是位于上述宽宽度部13b与宽宽度部13c之间的IDT中央区域。
在设置有上述宽宽度部13a、13b、14a、14b的区域V2中，音速比IDT中央的区域V1低。
另一方面，在本实施方式中，在电极指13的基端中，设置有在电极指宽度方向上突出的突出部13e。因此，在设置有突出部13e的区域V3中，音速比后述的高音速部的区域V5低。不过，因为在区域V3中不存在第2电极指14，所以音速V3与区域V2的音速V2相比为高音速。
如上所述，通过设置宽宽度部13a、13b、14a、14b来设置音速更低的区域V2的结构在专利文献1、专利文献2中也有所记载。另外，在第2汇流条12侧，同样地，设置有宽宽度部13c、13d、14c、14d的区域成为区域V2。
在本实施方式中，第1汇流条11具有内侧汇流条部11A、中央汇流条部11B以及外侧汇流条部11C。在此，关于内侧和外侧，在IDT电极3中的IDT电极的电极指延伸的方向上，将存在第1电极指13、第2电极指14的一侧设为内侧，将相反侧设为外侧。
内侧汇流条部11A是连接有上述多根第1电极指13的基端的部分。在本实施方式中，内侧汇流条部11A具有在声表面波传播方向上延伸的细长的带状的形状。此处是被金属化的部分，因此该内侧汇流条部11A构成作为低音速的区域V4。
另一方面，在中央汇流条部11B沿着声表面波传播方向分散配置有多个开口部15。在本实施方式中，开口部15位于在电极指延伸的方向上延伸的连结部16、16之间。在本实施方式中，连结部16具有与第1电极指13相同的宽度，且位于第1电极指13的延长线上。不过，连结部16的尺寸以及设置的位置不限定于此。此外，虽然在本实施方式中开口部15具有矩形的形状，但是不限定于矩形的形状。
在中央汇流条部11B中，沿着声表面波传播方向交替地配置有连结部16和开口部15。因此，由于未被金属化的部分多，所以中央汇流条部11B构成高音速的区域V5。外侧汇流条部11C不具有开口部。因此，外侧汇流条部11C是被金属化的区域，该区域V6成为低音速的区域。
在第2汇流条12侧，也同样地形成有内侧汇流条部12A、中央汇流条部12B以及外侧汇流条部12C。对于相同部分标注相同的附图标记，从而省略其说明。
在弹性波装置1中，IDT电极3像上述那样构成，因此在中央区域V1的外侧设置有低音速区域，在作为低音速区域的区域V2～V4的外侧存在高音速的区域V5。因此，能够形成活塞模式，能够有效地抑制横模波动。进而，能够有效地封闭弹性波。参照图4～图7对此进行详细说明。
图4是示出第1实施方式的弹性波装置的阻抗频率特性的图。此外，图6是示出比较例的弹性波装置的阻抗频率特性的图。参照图5对该比较例的弹性波装置的IDT电极的主要部分进行说明。如图5所示，在本比较例中，第1汇流条1011构成为仅具有粗带状的金属化区域。即，在本比较例中，与上述实施方式不同，未设置具有多个开口部15的中央汇流条部11B。因此，设置有第1汇流条1011的部分成为用V14表示的低音速的区域。
此外，在比较例中，未设置图1中所示的突出部13e。关于其它结构，本比较例与上述实施方式相同。在图5的右侧示意性地示出比较例的弹性波装置中的IDT电极的电极指延伸的方向上的各区域V11～V14的音速V11～V14。
对比图4和图6可知，在图6中，在谐振频率与反谐振频率之间以及反谐振频率的高频侧，出现了大的波动。该波动为横模波动。相对于此，在图4中未出现这种波动。
在上述实施方式中，各区域V1～V6的音速V1～V6成为如图1所示。即，除了宽宽度部13a、13b、14a、14b之外，还设置有内侧汇流条部11A，从而可有效地降低作为低音速区域的区域V2、V3、V4的音速的平均值。
因此，低音速区域与中央区域之间的音速差ΔV变得非常大。因而，可认为能够有效地抑制横模波动。即，音速差ΔV越大，越更可靠地产生活塞模式，越能够有效地抑制横模波动。
另一方面，图7是示出满足形成活塞模式的条件时的、中央区域与低音速区域的音速差ΔV相对于中央区域的音速的比例与低音速区域的沿着电极指延伸的长度方向的尺寸Y的关系的图。根据图7可知，在低音速区域的在电极指延伸的方向上的长度方向尺寸Y小的情况下，形成活塞模式所需的中央区域与低音速区域的音速差ΔV增大。为了形成能够抑制所有的横模波动的理想的活塞模式，更优选尺寸Y小。即，更优选使中央区域与低音速区域的音速差ΔV增大。
在图5的比较例的构造那样的情况下，仅由宽宽度部形成低音速区域，因此不能够使中央区域与低音速区域的音速差太大。因此，为了形成活塞模式，需要增大尺寸Y，但是在该情况下，将不能形成理想的活塞模式。因此，会像图6那样产生横模波动。
另一方面，在本实施方式的构造中，设置有内侧汇流条部11A，因此能够增大中央区域与低音速区域的音速差ΔV，能够减小形成活塞模式所需的尺寸Y。因此，能够形成理想的活塞模式。因而，如图4所示，能够有效地抑制横模波动。
根据本申请的发明人的实验，可确认，在设置有上述宽宽度部13a、13b、14a、14b等的部分，电极指的占空比优选为0.6～0.9的范围。占空比更大将能够进一步增大音速差ΔV，但是由于处理上的限制，优选设为0.9以下。
此外，在本实施方式中，优选上述第2电极指14的前端与第1汇流条11之间的沿着与声表面波传播方向正交的方向的距离，即，用区域V3表示的电极指前端与对方侧的汇流条之间的间隙的尺寸小。不过，关于减小区域V3的上述尺寸，在处理上也是有限的。根据本申请的发明人的实验，在将声表面波的波长设为λ时，优选为0.5λ以下，更优选为0.25λ以下。
在本实施方式中，因为设置有上述突出部13e、14e，所以上述区域V3中的电极指的宽度方向尺寸比区域V1中的电极指13、14的宽度宽。因此，成为音速V1＜音速V3的关系。不过，也可以不设置该突出部13e、14e。因此，区域V3中的电极指14的宽度也可以与作为中央区域的区域V1中的电极指14的宽度相等。
优选地，像本实施方式那样，在区域V3设置突出部13e、14e，从而进一步降低区域V3中的音速。即，能够进一步降低作为低音速区域的区域V2～V4整体的音速V2～V4的平均值。
此外，内侧汇流条部11A所位于的区域V4也是低音速区域。在此，如前所述，因为整体被金属化，所以可有效地降低音速。该内侧汇流条部11A具有细长的带状的形状，该内侧汇流条部11A的沿着与弹性波传播方向正交的方向的尺寸，即，宽度优选设为0.5λ以下。
此外，在本实施方式中，中央汇流条部11B中的连结部16的宽度设为与区域V1中的电极指13、14的宽度相等。不过，连结部16的宽度方向尺寸也可以未必一定与电极指13、14的宽度方向尺寸相等。
此外，区域V1中的电极指的占空比设为0.5。在本实施方式中，作为高音速区域的中央汇流条部11B的与弹性波传播方向垂直的方向上的宽度设为2.0λ。高音速区域只要是在IDT电极激励的声表面波的能量在外侧汇流条部11C的部分变得足够小的宽度即可。通过将中央汇流条部11B的宽度设为2.0λ以上，从而能够使外侧汇流条部11C的激励足够小。
在本实施方式中，如上所述，设置有宽宽度部13a、13b、13c、13d、宽宽度部14a、14b、14c、14d，在作为中央区域的区域V1的外侧设置有作为低音速区域的区域V2～V4和形成有开口部15的作为高音速区域的区域V5。而且，因为作为中央区域与低音速区域的音速的平均之差的音速差ΔV设为非常大，所以能够有效地抑制上述横模波动。这样因为，上述音速差ΔV越大，越能够产生近乎理想的活塞模式。因此，如图4所示，能够有效地抑制横模寄生分量。
图8～图15是用于说明本发明的第2～第9实施方式涉及的弹性波装置的各主要部分的局部俯视图。
像图8所示的第2实施方式那样，也可以不在第1电极指13的基端侧设置图1所示的突出部13e。在第2实施方式中，在第2电极指14中，在基端侧也同样未设置突出部。
此外，在第2实施方式中，相对于第1电极指13的一个宽宽度部13a，在相邻的第2电极指14设置有两个宽宽度部14a、14b。因此，配置有1.5对的突出部。区域V1～V6的音速V1～V6的关系如图8的右侧所示，音速V3与音速V5相等。在本实施方式中，与作为中央区域的区域V1的音速V1相比，作为低音速区域的区域V2～V4的音速V2～V4的平均值被有效地降低。因此，与第1实施方式同样地，能够有效地抑制横模波动。关于其它结构，第2实施方式与第1实施方式相同。
在图9所示的第3实施方式中，在第1汇流条11侧，在第2电极指14的前端设置有宽宽度部14a。在设置有该宽宽度部14a的部分的附近，在第1电极指13未设置宽宽度部。其它结构与第1实施方式相同。在图9的右侧示意性地示出本实施方式中的区域V1～V6的音速V1～V6。在本实施方式中，与作为中央区域的区域V1的音速V1相比，区域V2～V4的音速V2～V4的平均值被有效地降低。因此，能够与第1实施方式同样地抑制横模波动。
也可以仅在第1电极指13以及第2电极指14中的一方设置有宽宽度部。此外，关于宽宽度部的数目，也可以在一个电极指中在一方的汇流条11侧仅设置有一个宽宽度部14a。
另外，在本实施方式中，在第1电极指13的前端侧与宽宽度部14a同样地设置有一个宽宽度部，在第2汇流条侧，在第2电极指14未设置宽宽度部。
在图10所示的第4实施方式中，在第1汇流条11侧，在第1电极指13以及第2电极指14分别设置有宽宽度部13a、宽宽度部14a。即，为了在靠近第1汇流条11侧的区域中形成低音速区域，在电极指13、14分别设置有一个宽宽度部13a、14a。此外，在电极指13的基端未设置图1所示的突出部13e。在第2电极指的基端也未设置上述突出部。
另外，在第1电极指13的前端侧，即，第2汇流条侧，在第1电极指的前端和第2电极指的基端附近也分别设置有一个宽宽度部。
像本实施方式那样，可以在电极指13、14分别设置有各一个宽宽度部，从而有效地降低低音速区域V2的音速V2。在该情况下，也能够与第1～第3实施方式同样地，利用活塞模式的原理有效地抑制横模波动。
像图11所示的第5实施方式那样，也可以增大设置在中央汇流条部11B的开口部15沿着弹性波传播方向的尺寸。在此，开口部15的两侧的连结部16、16的间距设为第1电极指13的沿着弹性波传播方向的周期的2倍。像这样，也可以使开口部15的形状比第1实施方式大。其它结构与第1实施方式相同。在本实施方式中，也能够有效地提高作为高音速区域的区域V5的音速V5，因此能够有效地抑制横模波动，并且能够可靠地封闭弹性波。特别是，因为开口部15的面积增大，所以能够更加有效地提高区域V5的音速V5。
在图12所示的第6实施方式中，连结部16、16位于第2电极指14的前端的延长线。像这样，连结部16、16也可以不设置在第1电极指13的延长线上，而设置在第2电极指14的延长线上。在该情况下，为了提高对称性，在第2汇流条12侧，优选在第1电极指13的前端的延长线上设置连结部。
在图13所示的第7实施方式中，连结部16的宽度，即，沿着弹性波传播方向的尺寸设为小于电极指13、14。而且，在第1电极指13、第2电极指14的各延长线上设置有连结部16。因此，开口部15的沿着弹性波传播方向的尺寸减小。像这样，能够适当地变更连结部16的配置方式。进而，也可以像图14所示的第8实施方式那样，在图13所示的连结部16之中，沿着弹性波传播方向每隔一个设置从外侧汇流条部11C不到达内侧汇流条部11A的电极条16a，而不是连结部16。此外，也可以设置与电极条16a相反地从内侧汇流条部11A朝向外侧汇流条部11C侧延伸且不到达外侧汇流条部11C的电极条。
进而，也可以像图15所示的第9实施方式那样，将设置有多根连结部16的位置设为从电极指13、14的延长线在弹性波传播方向上错开的位置。
图16是用于说明本发明的第10实施方式涉及的弹性波装置的主要部分的局部俯视图。在第10实施方式的弹性波装置中，第1电极指13和第2电极指14在弹性波传播方向上相邻。不过，在多根第1电极指13之中，电极指13X的宽度比其它电极指13的宽度宽。更详细地，电极指13X的宽度设为，电极指13X的宽度+电极指13与电极指14之间的弹性波传播方向尺寸即宽度+第2电极指14的宽度+第2电极指14与第1电极指13之间的间隙沿着弹性波传播方向的尺寸+第1电极指13的宽度。换句话说，将一根第2电极指14进行极性变换，作为第1电极指13。而且，用电极指构成用金属膜填充了通过极性变换设置的第1电极指13与两侧的第1电极指13之间的间隙的结构，相当于电极指13X。
在第10实施方式中，在IDT电极3中，至少一部分电极指做成为电极指13X，并实施了抽指加权。由此，在例如作为弹性波装置构成了弹性波滤波器的情况下，能够提高滤波器特性的陡峭性。
如图8～图16所示，只要能够提高作为高音速区域的区域V5的音速V5，本发明中的开口部15的形状、连结部16的尺寸、形状、间距等就能够以各种方式进行变形，并不特别限定于图示的构造。
此外，只要能够降低作为低音速区域的区域V2～V4的音速V2～V4的平均值，对于宽宽度部13a、13b、14a、14b等的形状以及尺寸等，也能够适当地进行变形。
此外，如前所述，在电极指13和电极指14相邻的部分，可以仅在一方的电极指设置宽宽度部，也可以像上述第1实施方式那样在双方的电极指13、14设置宽宽度部。进而，宽宽度部也可以只设置在与电极指的中央区域相比更靠近基端侧，或者更靠近前端侧。即，只要在基端侧以及前端侧中的至少一侧设置宽宽度部即可。
此外，关于低音速区域中的宽宽度部的数目，也不限定于一个或两个，能够设置任意数目的宽宽度部。
本发明不限于声表面波装置，能够应用于声边界波装置等各种弹性波装置。此外，不限于构成1端口型谐振器的电极形状，能够将本发明应用于梯形滤波器、纵向耦合谐振器型弹性波滤波器等带通滤波器、陷波滤波器等各种弹性波装置。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：支承基板；
3：IDT电极；
4、5：反射器；
7：高音速支承基板；
7a：支承基板；
7b：高音速膜；
8：低音速膜；
9：压电膜；
11：第1汇流条；
11A：内侧汇流条部；
11B：中央汇流条部；
11C：外侧汇流条部；
12：第2汇流条；
12A：内侧汇流条部；
12B：中央汇流条部；
12C：外侧汇流条部；
13：第1电极指；
13a、13b、13c、13d：宽宽度部；
13e：突出部；
13X：电极指；
14：第2电极指；
14a、14b、14c、14d：宽宽度部；
14e：突出部；
15：开口部；
16：连结部；
16a：电极条；
1011：第1汇流条；
V1～V6：区域；
V11～V14：区域。

Claims (13)

1.一种弹性波装置，具有压电膜，所述弹性波装置具备：
高音速件，与在所述压电膜中传播的弹性波的音速相比，传播的体波音速为高速；
低音速膜，层叠在所述高音速件上，与在所述压电膜中传播的弹性波音速相比，传播的体波音速为低速；
所述压电膜，层叠在所述低音速膜上；以及
IDT电极，形成在所述压电膜的一个面，
所述IDT电极具有：
第1汇流条；
第2汇流条，与所述第1汇流条隔开配置；
多根第1电极指，基端与所述第1汇流条电连接，前端朝向所述第2汇流条延伸；以及
多根第2电极指，基端与所述第2汇流条连接，前端朝向所述第1汇流条延伸，
在将与所述第1电极指以及所述第2电极指延伸的方向正交的方向设为宽度方向时，在所述第1电极指以及所述第2电极指中的至少一方中，与所述第1电极指以及所述第2电极指的长度方向中央相比宽度方向尺寸被设得较大的宽宽度部设置在与中央区域相比更靠近所述基端侧以及所述前端侧中的至少一侧，
所述第1汇流条以及所述第2汇流条中的至少一方具有沿着所述第1汇流条或所述第2汇流条的长度方向分离配置的多个开口部，
所述第1汇流条以及所述第2汇流条具有：
内侧汇流条部，位于与所述开口部相比更靠近所述第1电极指或所述第2电极指侧，且在所述第1汇流条以及所述第2汇流条的长度方向上延伸；
中央汇流条部，设置有所述开口部；以及
外侧汇流条部，相对于所述内侧汇流条部夹着所述中央汇流条部位于相反侧。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述内侧汇流条部具有在弹性波传播方向上延伸的带状的形状。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
在所述第1电极指以及第2电极指的双方设置有所述宽宽度部。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述宽宽度部在所述第1电极指以及所述第2电极指中的至少一方中分别设置有多个。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极是未实施交叉宽度加权的标准型的IDT电极。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在将声表面波的波长设为λ时，所述第1电极指以及所述第2电极指的前端和与所述第1电极指以及所述第2电极指的前端对置的第2汇流条、第1汇流条之间的距离设为0.5λ以下。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：支承基板，支承所述高音速件，
所述高音速件为高音速膜。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述高音速件为高音速支承基板。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极内的至少一根电极指的极性被反转，极性被反转的所述电极指与两侧相邻的电极指之间由电极材料填充。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极由Al或以Al为主体的合金构成，所述IDT电极的电极膜厚为0.08λ以上。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极的膜厚为0.10λ以上且400nm以下。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述高音速件为硅基板，其体积电阻率为1000Ωcm以上。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述高音速件为硅基板，其体积电阻率为4000Ωcm以上。
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