CN108141193B

CN108141193B - 弹性波元件以及弹性波装置

Info

Publication number: CN108141193B
Application number: CN201680055277.1A
Authority: CN
Inventors: 田中宏行
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: CN108141193A; JPWO2017051874A1; WO2017051874A1; US11057016B2; JP6756722B2; US20190109579A1

Abstract

本发明的弹性波元件具备：基板(2)；IDT电极(3)，位于基板(2)的上表面，且包括第1汇流条(31a)、在第1方向上与第1汇流条(31a)隔着间隔配置的第2汇流条(31b)、与第1汇流条(31a)连接的多个第1电极指(32a)、与第2汇流条(31b)连接的多个第2电极指(32b)、隔着间隙与第1电极指(32a)的前端对置的第2虚拟电极指(33b)。对于第2电极指(32b)而言，相较于将多个第1电极指(32a)的前端连接的第1假想线(L1)更靠近第2汇流条(31b)侧的区域内的粗细比相较于第1假想线(L1)更靠近第1汇流条(31a)侧的区域内的粗细粗。

Description

弹性波元件以及弹性波装置

技术领域

本公开涉及声表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)元件等弹性波元件以及使用了该元件的弹性波装置。

背景技术

作为弹性波元件，已知如下的弹性波元件，该弹性波元件具有：薄的压电基板；设置在压电基板的主面上的IDT(Inter Digital Transducer)；以及贴合在压电基板的相反侧的面且由线膨胀系数比压电基板小的材料构成的基板(例如，专利文献1)。这样的弹性波元件例如利用于分波器的发送滤波器、接收滤波器等。IDT电极例如具备：对置的一对汇流条；从各个汇流条向另一个汇流条侧交替延伸出的多个电极指；以及在该电极指的延伸方向上从另一个汇流条延伸出的虚拟电极。

已知，这样的弹性波元件会因压电基板变薄而产生依赖于在厚度方向上产生的体波的杂散，从而会产生损耗。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2005-252550号公报

发明内容

发明要解决的课题

在这样的状况当中，期望提供一种抑制了损耗的弹性波元件。因此，本发明的目的在于，提供一种抑制了损耗的弹性波元件。

用于解决课题的手段

本公开的一方式涉及的弹性波元件包括：由压电晶体构成的基板；IDT电极；以及支承基板。IDT电极具备：位于基板的上表面的第1汇流条、第2汇流条、多个第1电极指、多个第2电极指、第1虚拟电极指以及第2虚拟电极指。在此，第1汇流条连接到第1电位。第2汇流条连接到第2电位，且位于在第1方向上与所述第1汇流条隔着间隔的位置处。多个第1电极指与所述第1汇流条连接，且向所述第2汇流条侧延伸。多个第2电极指与所述第2汇流条连接，且向所述第1汇流条侧延伸。第1虚拟电极指与所述第1汇流条连接，且隔着间隙与所述第2电极指的前端对置。第2虚拟电极指与所述第2汇流条连接，且隔着间隙与所述第1电极指的前端对置。支承基板接合在所述基板的下表面，且厚度比所述基板厚，并由线膨胀系数比所述基板小的材料构成。并且，所述第1电极指、所述第2电极指、所述第1虚拟电极指以及所述第2虚拟电极指中的至少一个在被连接多个所述第1电极指的所述前端的第1假想线和连接多个所述第2电极指的所述前端的第2假想线包围的交叉区域的外侧，比所述交叉区域内的所述第1电极指以及所述第2电极指的粗细还粗。

本公开的一方式涉及的弹性波装置具备：上述弹性波元件；以及安装该弹性波元件的电路基板。

发明效果

根据上述结构，能够提供一种抑制了损耗产生的弹性波元件以及弹性波装置。

附图说明

图1是本发明的弹性波元件的俯视图。

图2(a)是图1的IIa-IIa线处的主要部分剖视图。图2(b)是由图1的虚线包围的区域的主要部分放大图。

图3(a)是表示使用了贴合基板时的间隙与谐振器的相位特性的关系的线图，图3(b)是表示使用了单一基板时的间隙与谐振器的相位特性的关系的线图。

图4是表示图1的SAW元件的变形例的俯视图。

图5是表示图1的SAW元件的变形例的俯视图。

图6是本发明的弹性波装置的示意剖视图。

图7(a)～图7(e)是表示电极指形状的模型的略图。

图8是表示实施例以及比较例涉及的SAW元件的频率特性的线图。

图9是表示实施例以及比较例涉及的SAW元件的频率特性的线图。

图10是表示实施例以及比较例涉及的SAW元件的频率特性的线图。

图11是表示参考例涉及的SAW元件的频率特性的线图。

图12是表示参考例涉及的SAW元件的频率特性的线图。

图13是表示参考例涉及的SAW元件的频率特性的线图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本公开的一实施方式涉及的弹性波元件和使用了该元件的弹性波装置。另外，以下的说明中所使用的图是示意性的，图面上的尺寸比率等与实际的尺寸比率未必一致。

弹性波元件可以将任意方向设为上方或者下方，但是以下为了便于说明，定义直角坐标系xyz，并且将z方向的正侧设为上方，使用上表面、下表面等用语。此外，在以下的例子中，以激励弹性波当中的声表面波的元件为例来进行说明，有时将弹性波元件简称为SAW元件。

<弹性波元件的结构的概要>

图1是表示本发明的一实施方式涉及的SAW元件1的结构的俯视图。图2(a)是图1的IIa-IIa线处的主要部分放大剖视图，图2(b)是将由图1的虚线包围的区域放大的图。

如图1、图2所示，SAW元件1具有：基板2；设置在基板2的上表面2a的激励电极3(IDT电极3)以及反射器4；以及设置在基板2的下表面2b的支承基板6。

基板2由具有压电性的材料形成，由铌酸锂(LiNbO₃)晶体或者钽酸锂(LiTaO₃)晶体所构成的具有压电性的单晶体的基板构成。具体来说，例如，基板2由36°～48°Y-X切的LiTaO₃基板构成。基板2的平面形状以及各种尺寸可以适当设定。作为一例，基板2的厚度(z方向)在1μm以上且30μm以下。

在基板2的下表面2b配置有支承基板6。支承基板6例如由热膨胀系数比基板2的材料小的材料形成。通过设为这样的结构，根据由基板2和支承基板6构成的元件基板，若发生温度变化则会在基板2产生热应力，此时，弹性常数的温度依赖性和应力依赖性会相互抵消，进而，SAW元件1的电特性的温度变化会得到补偿。作为这样的材料，例如，可列举蓝宝石等单晶体、硅等半导体以及氧化铝烧结体等陶瓷、水晶等。另外，支承基板6可以将由相互不同的材料构成的多个层层叠而构成。

支承基板6的厚度例如是固定的，其厚度也可以与基板2的厚度同样地适当设定。其中，考虑基板2的厚度来设定支承基板6的厚度，使得可适宜地进行温度补偿。作为一例，相对于基板2的厚度5～30μm，支承基板6的厚度为75～300μm。

基板2以及支承基板6例如经由未图示的粘接层而相互贴合。粘接层的材料可以是有机材料，也可以是无机材料。作为有机材料，例如可列举热固性树脂等树脂。作为无机材料，例如可列举SiO₂。此外，两个基板也可以通过将粘接面利用等离子体、离子枪、中子枪等进行活性化处理后无粘接层地贴合的所谓直接接合来贴合。

如图1所示，IDT电极3具有第1梳齿电极30a以及第2梳齿电极30b。另外，在以下的说明中，有时将第1梳齿电极30a以及第2梳齿电极30b直接称为梳齿电极30，而不对它们进行区分。

如图1所示，梳齿电极30具有：相互对置的两条汇流条31(第1汇流条31a、第2汇流条31b)；以及从各汇流条31向另一个汇流条31侧延伸的多个电极指32。并且，一对梳齿电极30被配置成第1电极指32a和第2电极指32b在弹性波的传播方向上相互啮合(交叉)。

此外，梳齿电极30具有与各个电极指32对置的虚拟电极指33。第1虚拟电极指33a从第1汇流条31a向第2电极指32b延伸。第2虚拟电极指33b从第2汇流条31b向第1电极指32a延伸。

更详细来说，在第1方向(y方向)上隔着间隔配置第1汇流条31a和第2汇流条31b。第1汇流条31a连接到第1电位，第2汇流条31b连接到第2电位，即分别连接到不同的电位。第1电极指32a与第1汇流条31a连接，且从第1汇流条31a向第2汇流条31b那侧延伸。第2电极指32b与第2汇流条31b连接，且从第2汇流条31b向第1汇流条31a侧延伸。第1虚拟电极指33a与第1汇流条31a连接，且被配置成隔着间隙与第2电极指32b的前端对置。第2虚拟电极指33b与第2汇流条31b连接，且被配置成隔着间隙与第1电极指32a的前端对置。

汇流条31的相互对置的一侧的缘部是直线状的形状。在该例子中，汇流条31形成为以大致固定的宽度延伸成直线状的长条状。多个电极指32例如形成为以大致固定的宽度延伸成直线状的长条状，在弹性波的传播方向上以大致固定的间隔排列多个电极指32。另外，汇流条31可以不是固定的宽度。例如，可以是将汇流条31当中相互对置的一侧的缘部设为底边的梯形形状。

构成IDT电极3的一对梳齿电极30的多个电极指32被设定成间距为Pt1。间距Pt1例如被设为与期望谐振的频率下的弹性波的波长λ的半波长相等。波长λ(2×Pt1)例如在1.4μm以上且6μm以下。IDT电极3通过被配置成大部分的多个电极指32的间距为Pt1，从而成为多个电极指32成为固定的周期那样的配置，所以能够高效地产生弹性波。

在此，间距Pt1指在传播方向(x方向)上从第1电极指32a的中心到与该第1电极指32a相邻的第2电极指32b的中心的间隔。各电极指32在弹性波的传播方向上的宽度w1根据SAW元件1所要求的电特性等适当设定。电极指32的宽度w1例如相对于间距Pt1是0.3倍以上且0.7倍以下。在此，所谓电极指32的宽度w1指的是多个电极指32交叉的交叉区域AR1中的宽度。换言之，定义连接第1电极指32a的前端的第1假想线L1和连接第2电极指32b的前端的第2假想线L2时，交叉区域AR1是该第1假想线L1与第2假想线L2之间的区域。

通过这样配置电极指32，从而产生在与多个电极指32正交的方向上传播的弹性波。因此，在考虑了基板2的晶体方位的基础上，两条汇流条31被配置成在与期望传播弹性波的方向交叉的方向上相互对置。多个电极指32形成为在与期望传播弹性波的方向正交的方向上延伸。另外，弹性波的传播方向虽然由多个电极指32的朝向等规定，但是在本实施方式中，为了便于说明，有时以弹性波的传播方向为基准来说明多个电极指32的朝向等。

各电极指32(第1电极指32a、第2电极指32b)的条数在每个单侧是50～350条。

多个电极指32的长度(从汇流条到前端的长度)例如被设定成大致相同。对置的电极指32彼此的啮合长度(交叉宽度)是10～300μm。另外，各电极指32的长度、交叉宽度可以改变，例如可以随着在传播方向上前进而变长或变短。具体来说，通过使各电极指32的长度相对于传播方向发生变化，从而可以构成切趾型的IDT电极3，在该情况下，能够降低横模的杂散，提高耐电力性。

IDT电极3例如由金属的导电层15构成。作为该金属，例如可列举Al或者以Al为主成分的合金(Al合金)。Al合金例如是Al-Cu合金。另外，IDT电极3可以由多个金属层构成。IDT电极3的各种尺寸按照SAW元件1所要求的电特性等来适当设定。IDT电极3的厚度S(z方向)例如是50nm以上且600nm以下。

IDT电极3可以直接配置在基板2的上表面2a，也可以隔着由其他构件构成的基底层而配置在基板2的上表面2a。其他构件例如由Ti、Cr、或者它们的合金等构成。在隔着基底层将IDT电极3配置在基板2的上表面2a的情况下，其他构件的厚度被设定成对IDT电极3的电特性几乎没有影响的程度的厚度(例如，在Ti的情况下是IDT电极3的厚度S的5％的厚度)。

此外，在构成IDT电极3的电极指32上，为了提高SAW元件1的温度特性，可以层叠质量附加膜。作为质量附加膜，例如可使用SiO₂等。

IDT电极3若被施加电压，则在基板2的上表面2a附近激发在x方向上传播的弹性波。被激发的弹性波在与电极指32的非配置区域(相邻的电极指32间的长条状的区域)之间的边界发生反射。并且，形成以电极指32的间距Pt1为半波长的驻波。驻波被变换成与该驻波相同频率的电信号，通过电极指32取出该驻波。这样，SAW元件1作为一端口谐振器起作用。

两个反射器4被配置成在弹性波的传播方向上夹持IDT电极3。反射器4大致形成为狭缝状。即，反射器4具有：在与弹性波的传播方向交叉的方向上相互对置的反射器汇流条41；以及在这些汇流条41间在与弹性波的传播方向正交的方向上延伸的多个反射电极指42。

多个反射电极指42被配置为使由IDT电极3激发的弹性波反射的间距Pt2。在将IDT电极3的间距Pt1设定成弹性波的波长λ的半波长的情况下，将间距Pt2设定成与间距Pt1相同程度即可。波长λ(2×Pt2)例如是1.4μm以上且6μm以下。在此，间距Pt2指的是在传播方向上从反射电极指42的中心到相邻的反射电极指42的中心的间隔。

与IDT电极3隔着间隔配置反射器4。在此，间隔指的是从IDT电极32的位于反射器4侧的端部的电极指32的中心到反射器4的位于IDT电极32侧的端部的反射电极指42的中心为止的间隔。该间隔通常被设定成与IDT电极3的电极指32的间距Pt1相同。

如图2所示，保护层5设置在基板2上，覆盖IDT电极3以及反射器4之上。具体来说，保护层5覆盖IDT电极3以及反射器4的表面，并且覆盖基板2的上表面2a当中从IDT电极3以及反射器4露出的部分。保护层5的厚度例如是1nm以上且800nm以下。

保护层5由具有绝缘性的材料构成，有助于保护不受腐蚀等的影响。优选地，保护层5由温度上升时弹性波的传播速度变快的SiO₂等材料形成，由此还能够将因弹性波元件1的温度变化引起的电特性的变化抑制得小。

在此，详述SAW元件1中抑制体波杂散的结构及其机制。

认为体波杂散会因SAW在传播方向(x方向)上的电极指周期、基板2的厚度、材料等的不同，其强度、发生频率受影响。

相对于此，发明人反复专心研究的结果是，发现体波杂散还依赖于与SAW的传播方向交叉的方向(y方向)上的弹性波的泄漏，其强度会有所不同。

这样的y方向上的弹性波的泄漏主要因电极指32与虚拟电极指33之间的间隙Gp产生。因间隙Gp产生的漏波在从基板2的上表面2a向支承基板6侧朝着厚度方向(z方向)以辐射状扩展的同时前进。即，随着在厚度方向上靠近支承基板6侧，以xy平面观察时的漏波的展宽变大，扩展到交叉区域AR1的电极指32的正下方以及虚拟电极指33的正下方。这样的漏波被与支承基板6之间的接合界面反射，到达交叉区域AR1的电极指32、虚拟电极指33，在观察作为谐振器的特性时在阻抗特性波形上呈现为杂散波形。

在此，为了确认使间隙Gp中的漏波量发生变化时的体波杂散的强度的变化，改变间隙的大小，通过仿真确认了阻抗的相位特性。

对仿真使用有限要素法。在该仿真中，计算电极指是无限周期结构，计算出与该电极指一条相对应的的阻抗特性。

图3(a)示出改变了间隙Gp中的漏波量时的谐振频率附近的阻抗的相位特性。具体来说，为了改变间隙Gp中的漏波量，生成使间隙不同的仿真模型，在各模型中计算谐振频率附近的阻抗特性。在图3(a)中，实线表示将间隙设为0.2μm时的相位特性，虚线表示将间隙设为0.3μm时的相位特性。根据该图能够确认，若间隙变大且y方向的漏波变多，则体杂散的强度会变大。根据该例也可知，体波杂散的强度依赖于间隙Gp中的漏波。换言之，在使用了贴合基板的情况下，可知SAW元件的相位特性相对于间隙Gp是敏感的。

另外，在不是贴合基板而是使基板2单独作为元件基板起作用这样具有足够的厚度的情况下，确认到，在厚度方向上泄漏的漏波(体波)在厚度方向上前进的期间发生衰减，不会被背面反射而对阻抗特性造成影响(参照图3(b))。

在此，应特别指出的是，在不是贴合基板的情况下，相对于如图3(b)这样因间隙Gp的变化使得损耗变大的情况使用贴合基板的情况下，如图3(a)这样，没有整体损耗的降低且杂散特性变得显著。根据该情况也示出，在贴合基板和通常的由单一材料构成的有厚度的基板中，漏波对作为谐振器的特性给出的影响、其机制是不同的。

另外，在图3(a)、(b)的仿真中，将电极指以及虚拟电极指的宽度设为固定。

本实施方式的SAW元件1的IDT电极3的电极指32的宽度(x方向上的宽度)在交叉区域AR1的内侧和外侧不同。具体来说，第1电极指32a从第1汇流条31a到第2假想线L2的粗细比从第2假想线L2到第2汇流条31b侧(交叉区域AR1)的粗细粗。同样地，第2电极指32b从第2汇流条31b到第1假想线L1的粗细比从第1假想线L1到第1汇流条31a侧(交叉区域AR1)的粗细粗。

这样，通过在交叉区域AR1的外侧，在形成虚拟电极指33的区域中，电极指32的电极指宽度粗，从而能够实际有效地减小作为弹性波的泄漏原因的间隙的区域。其结果，能够抑制朝向基板2的上表面当中虚拟电极指33侧、基板2的内部(z方向)的弹性波的泄漏。

另外，若关注第2电极指32b，则如图2(b)所示，第2电极指32b在形成了相邻的第1电极指32a和与其前端对置的第2虚拟电极指33b之间的间隙Gp的区域中，电极指宽度也比交叉区域AR1粗。换言之，第2电极指32b在被连接第2虚拟电极指33b的前端的假想线LD2与LD1之间夹持的区域(间隙区域AR2)中，电极指粗细也比交叉区域AR1中的粗细粗。

通过这样在间隙区域AR2中也使第2电极指32b的电极指宽度变粗，从而能够提供一种抑制了电极指32与第2虚拟电极指33b之间的弹性波的泄漏的SAW元件1。具体来说，能够起到将电极指32的粗细不同的交叉区域AR1和虚拟区域AR3圆滑地连接的中间结构的作用，有效地抑制弹性波的泄漏。此外，虽然在弹性波的传播方向上，间隙区域AR2成为了电极指的不连续部分，但是通过在该区域中使电极指的粗细比交叉区域AR1粗，从而能够防止弹性波的泄漏。

另外，间隙区域AR2、虚拟区域AR3分别有两个且夹持着交叉区域AR1，有时向比交叉区域AR1更偏第1汇流条31a的区域赋予“第1”，向更偏第2汇流条31b的区域赋予“第2”。

在此，电极指32在交叉区域AR1的外侧的整个区域中，宽度比交叉区域AR1中的电极指的宽度粗。具体来说，只要设为交叉区域AR1中的电极指宽度的105％～160％的电极指宽度即可。

如该例这样，在第1电极指32a中也设为同样的电极指宽度的情况下，能够提供一种抑制了电极指与第1虚拟电极指33a之间的弹性波的泄漏且降低了体波杂散的SAW元件1。

此外，研究了在基板2的上表面2a形成导电层15，使用掩模将多个电极指32以及虚拟电极指33图案化为期望的图案的情况。在该情况下，若依赖于掩模图案的掩模的光的透过量多，则导电层15会被图案化为比期望的图案更靠内侧的形状。相对于此，根据SAW元件1，对于连接到一个电位的电极指32，在将连接到相邻的另一个电位的电极指32的前端连结的假想线和将连接到一个电位的虚拟电极指33的前端连结的假想线之间的区域中，使其电极指宽度变粗。通过这样的结构，能够抑制间隙Gp附近的掩模的光透过量，其结果，能够抑制相邻的另一个电极指32的前端和连接到与其对置的一个电位的虚拟电极指33的前端比掩模图案(期望的图案)更往内侧后退的情况。在该情况下，由于能够抑制间隙Gp比期望的值更扩展的情况，从而能够抑制来自间隙Gp的弹性波的泄漏。

这种在依据掩模图案的图案化中间隙Gp比期望的值更扩展的现象，在因电极指宽度变细使得掩模的光的衍射角度变大其结果光透过量变多的情况下，变得显著。具体来说，在由IDT电极3激励的弹性波超过2.4GHz的情况下，变得显著。为了激励这种频率的弹性波，电极指间距要在0.82μm以下。

此外，根据本实施方式的SAW元件1，电极指32在从被连接的汇流条31侧观察时不具有凸部。换言之，电极指32中与汇流条31相连的位置最粗。

如上述那样，SAW元件1设想了以非常狭窄的间距形成电极指32的情况。在该情况下，由于电极指32不具有在x方向上伸出的凸部，所以能够抑制因与连接到另一个电位的电极指32的无意接触引起的短路。相对于此，根据SAW元件1，能够抑制间隙Gp附近的弹性波的泄漏，并且也能够抑制与连接到不同电位的电极指32之间的短路。

进而，根据本实施方式的SAW元件1，虚拟电极指33的电极指宽度比电极指32在交叉区域AR1中的电极指宽度粗。在该情况下，能够抑制弹性波的泄漏，并且在从导电层15对虚拟电极指33进行图案化时，能够抑制使光的衍射角度变大的掩模的光的透过量，从而能够抑制间隙Gp扩展的情况。另外，虚拟电极指33在全部的区域中比交叉区域的内侧的电极指32的宽度粗。具体来说，只要设为交叉区域AR1中的电极指宽度的105％～160％的电极指宽度即可。

这样，在使用贴合基板的SAW元件1中，通过将交叉区域的外侧的电极指32、虚拟电极指33的宽度变大，从而在同一大小的间隙Gp下也能够抑制漏波。进而，通过这样的结构，即使在谐振频率高时，也可以使间隙Gp的大小本身变小。特别是，通过电极指32、虚拟电极指33双方从汇流条31侧的根基到交叉区域AR1为止在全部区域中比交叉区域AR1的电极指宽度粗，从而能够抑制曝光时向间隙附近去的光的透过量，可抑制间隙的扩展。由以上所述，根据SAW元件1，能够提供一种抑制了体波杂散的弹性波元件。

另外，在上述的例子中，IDT电极3仅包括具有宽度比交叉区域AR1的电极指32的宽度大的加宽部的第1、第2电极指32a、32b、第1、第2虚拟电极指33a、33b，但是并不限于该例。例如，也可以包括在整体上成为与交叉区域AR1相同的线宽的电极指、虚拟电极指。在该情况下，优选位于IDT电极3当中比起中央更靠近反射器4的一侧。

<SAW元件的变形例1>

图4表示SAW元件1的变形例涉及的SAW元件1A的主要部分放大俯视图。图4是与被图1的点线包围的区域相当的主要部分放大图。

SAW元件1A与SAW元件1的不同点在于，IDT电极3具备第3电极指32c和第3虚拟电极指33c。以下，仅说明不同的部分，省略针对相同结构的重复说明。

在SAW元件1A中，第3电极指32c是IDT电极3的多个电极指当中最靠近反射器4的电极指，第3虚拟电极指33c连接到与第3电极指32c不同的电位上，且被配置成与该第3电极指32c的前端对置。更详细来说，在该例中，第3电极指32c与第1汇流条31a连接，第3虚拟电极指33c与第2汇流条31b连接。另外，第3电极指32c连接到与相邻的电极指32不同的电位上。

在此，第3电极指32c以及第3虚拟电极指33c当中的至少一方在交叉区域AR1的外侧的电极指宽度比第1电极指32a以及第2电极指32b在交叉区域AR1的外侧的电极指宽度窄。作为这样的电极指宽度，例如，只要与交叉区域AR1中的电极指宽度相等即可。

在第3电极指32c、第3虚拟电极指33c的电极指宽度粗的情况下，将反射器4接地时，第3虚拟电极指33c与反射器4之间容易成为静电破坏的起点，有可能会使ESD耐性劣化。相对于此，根据SAW元件1A，由于在与反射器4之间也能够设置足够的距离，因此ESD耐性出色。

此外，在对导电层15进行图案化时，最靠近反射器4的IDT电极3的电极指32c、33c有时会成为比交替配置了电极指32a、32b的IDT电极3的中央部附近更粗的图案。这是因为，通常，在反射器4附近不存在图案，对于电极指32c、33c来说，来自相邻的电极指32、33、反射器4的掩模图案的光衍射量变少，其结果，与交替配置了光衍射量多的电极指32a、32b的IDT电极3的中央部附近相比，线宽变粗。在这样的情况下，无法形成足够的间隙Gp，电极指和虚拟电极指有可能会发生短路。相对于此，根据SAW元件1A，由于具备第3电极指32c以及第3虚拟电极指33c，所以能够增加掩模的光透过量，能可靠地形成间隙Gp。

另外，即使是这样在IDT电极3当中将最靠近反射器4侧的电极指宽度设为固定的情况，由于通常IDT电极3的弹性波的振幅分布是越靠近反射器4越小，所以对弹性波的辐射损失的影响少，因而是没有问题的。

<SAW元件的变形例2>

图5表示SAW元件1的变形例涉及的SAW元件1B的主要部分放大俯视图。图5是与被图1的点线包围的区域相当的主要部分放大图。

SAW元件1B与SAW元件1的不同点在于，最靠近反射器4的IDT电极3的电极指与虚拟电极指之间的间隙GP的大小。以下，仅说明不同的部分，省略针对同样结构的重复说明。

在SAW元件1B中作为IDT电极3的多个电极指当中最靠近反射器4的电极指，关注第1电极指32a、和被配置成与该第1电极指32a的前端对置的第2虚拟电极指33b的组合的SAW元件1B中，该电极指的组合的间隙Gp的大小R1大于其他间隙Gp的大小R2。作为这样的间隙Gp，可以将R1设为R2的1.5倍。

此外，在对导电层15进行图案化时，最靠近反射器4的IDT电极3的电极指具有成为粗且长的图案的倾向。在该情况下，无法形成足够的间隙Gp，电极指和虚拟电极指有可能发生短路。相对于此，根据SAW元件1B，由于增大了最靠近反射器4的IDT电极3的电极指、与其对置的虚拟电极指这两者之间的间隙，所以能够增加掩模的光透过量，能可靠地形成间隙Gp。

另外，即使是这样在IDT电极3当中将最靠近反射器4侧的间隙增大的情况，由于通常IDT电极3的弹性波的振幅分布是越靠近反射器4越小，所以对弹性波的辐射损失的影响少，因而是没有问题的。

<弹性波装置>

图6是应用了上述的SAW元件1的弹性波装置51(本例中称为SAW装置51)的剖视图。

SAW装置51例如构成滤波器或者双工器，与天线端子一起作为通信装置起作用。SAW装置51具有SAW元件1C和安装SAW元件1C的电路基板53。

SAW元件1C例如构成为所谓晶片级封装体的SAW元件。SAW元件1C具备上述的SAW元件1、覆盖基板2的SAW元件1侧的盖体16、以及与IDT电极3电连接且被引出到盖体16的外侧的端子17。另外，端子17设置在与IDT电极3电连接的焊盘7上。

盖体16由树脂等构成，将用于使SAW的传播变得更容易的振动空间16a构成在IDT电极3以及反射器4的上方。

电路基板53例如由所谓刚性式的印刷布线基板构成。在电路基板53的安装面53a形成安装用焊盘55。

SAW元件1C被配置成使盖体16侧与安装面53a对置。并且，端子17和安装用焊盘55经由焊料57粘接。之后，SAW元件1C被密封树脂50密封。

这样，能够得到包括SAW元件1D和电路基板53的SAW装置51。

这样的SAW装置51由于使用了插入损失、损耗被抑制的SAW元件1C，所以通话品质高。

另外，上述的SAW元件、SAW装置示出了一实施方式，能够在本发明的要旨的范围内实施各种变更。例如，可以变更电极指32的形状。图7以第2电极指32b为例示出了其形状的变化。

例如，本发明由于利用位于交叉区域AR1以外的区域的电极指32、33中的至少一个电极指将宽度加宽即可，所以若将虚拟电极指33加宽，则对于电极指32来说，如图7(a)所示，在y方向(第1方向)上电极指宽度是固定的，其宽度可以与交叉区域AR1相等。

此外，如图7(b)所示，在交叉区域AR1以及间隙区域AR2中电极指宽度是固定的，在虚拟区域AR3中可以加宽其宽度。进而，如图7(c)所示，交叉区域AR1和虚拟区域AR3是固定的宽度，在间隙区域AR2中可以加宽。如图7(d)所示，在间隙区域AR2和虚拟区域AR3具有固定的电极指宽度，其宽度可以比交叉区域AR1宽。

另外，如图7(e)所示，间隙区域AR2和虚拟区域AR3的电极指宽度可以都比交叉区域AR1的电极指宽度宽，并且，在间隙区域AR2中，与虚拟区域AR3相比，电极指宽度可以变小。在该情况下，由于间隙区域AR2的线宽连续地变化至交叉区域AR1的线宽，所以作为中间结构是最合适的，能够抑制交叉区域AR1内外的失配。

<实施例>

对构成IDT电极3的电极指32以及虚拟电极指33的非交叉区域(间隙区域AR2、虚拟区域AR3)的形状以及尺寸进行各种设定，生成了仿真模型。并且，通过仿真来评价SAW的传播损耗。在仿真中使用了有限要素法。在仿真中，计算电极指是无限周期结构，计算出与该电极指一条相对应的阻抗特性。

首先，生成使电极指32的形状不同的比较例1、实施例1、2的仿真模型。

(比较例1以及实施例1、2中共同的条件)

电极指32的间距Pt1：0.77μm(谐振频率约为2.58GHz)

交叉区域AR1中的电极指32的电极指宽度：0.385μm

间隙Gp的长度：0.2μm

电极指的厚度(z方向)：123nm

基板2的材料：42°Y-X切的LiTaO₃

基板2的厚度：7μm

支承基板6的材料：硅

支承基板6的厚度：230μm

比较例1中，如图7(a)所示，电极指宽度(电极指32、虚拟电极指33)在交叉区域AR1～虚拟区域AR3是固定的。实施例1中，如图7(b)所示，在交叉区域AR1以及间隙区域AR2中电极指宽度是固定的，在虚拟区域AR3中电极指宽度被加宽(宽度是0.539um)。实施例2中，如图7(d)所示，在交叉区域AR1中电极指宽度是固定的，在间隙区域AR2以及虚拟区域AR3中电极指宽度被加宽(宽度是0.539um)。另外，在任何情况下，虚拟电极指33都被设为与虚拟区域AR3中的电极指32的宽度相等。

图8示出实施例1、2的相位特性的比较。在图8中，横轴表示频率f(MHz)，纵轴表示阻抗Z的相位特性(deg.；在文章中用“°”表示)。相位特性从-90°向+90°侧变化时的0°下的频率是谐振频率。此外，相位特性从+90°向-90°侧变化时的0°下的频率是反谐振频率。相位特性可用作谐振器的损耗的指标。在比谐振频率低的频域和比反谐振频率高的频域，表示越接近-90°则损耗越小，在谐振频率与反谐振频率之间的频域，表示越接近+90°则损耗越小。

图8(b)放大了图8(a)中被虚线包围的区域。在图8中，实线表示实施例1的相位特性，点线表示实施例2的相位特性。

相对于比较例1，实施例1、2的SAW元件在整体相位特性上没有很大不同。此外，可知，因实施例的电极指形状，在比谐振频率稍高的频域中发现的体波杂散减少了。即，根据图8可知，不仅在虚拟区域AR3(实施例1)，一直到间隙区域AR2为止都加宽了电极指宽度时(实施例2)，该体波杂散被进一步减少。

另外，在上述的仿真中，以间隙0.2μm这样极其狭窄的数值进行了计算。该值在上述的例子中大概相当于0.12λ，是实践中伴有多多少少的困难的数值。作为实际的间隙求取的0.15λ～0.2λ是0.23～0.3μm，参照图3可知，体波杂散的影响进一步变大。因此，要求如实施例1、2这样施加电极指的设计。

此外，在这样的细的线宽以及间隙的情况下，实际的电极指形状会脱离掩模的尺寸，做出的结果是，有间隙放大的倾向。从这一点也可确认到，通过如实施例1、2这样施加电极指的设计，从而能够抑制间隙的放大，防止原本的体波杂散变大，进一步通过进行因电极指形状引起的体波杂散的抑制，从而能够提供更高精度的SAW元件。

<其他实施例>

接着，说明针对SAW元件1的本发明的其他效果。实际制作比较例2以及实施例3的SAW元件1，测定了阻抗的相位特性。

(比较例2以及实施例3中共同的条件)

电极指32的间距Pt1：0.791μm(谐振频率约2.467GHz)

交叉区域AR1中的电极指32的电极指宽度：0.447μm

电极指的厚度(z方向)：123nm

交叉区域AR1的宽度：38μm

掩模上的间隙Gp的长度：0.20μm

电极指32的条数：230条(115对)

基板2的材料：46°Y-X切的LiTaO₃

基板2的厚度：10μm

支承基板6的材料：硅

支承基板6的厚度：230μm

比较例2中，如图7(a)所示，在y方向(第1方向)上电极指宽度(电极指32、虚拟电极指33)是固定的，其宽度与交叉区域AR1相等。实施例3中，如图7(b)所示，在交叉区域AR1以及间隙区域AR2中电极指宽度是固定的，在虚拟区域AR3中电极指宽度被加宽(宽度为0.512um)。

在比较例2中，即使将掩模上的间隙Gp的长度设为0.20μm，制作出的SAW元件的最后的间隙Gp的长度也扩展至0.28μm。另一方面，在实施例3中，在将掩模上的间隙Gp的长度设为0.20μm的情况下，做出的间隙Gp的长度变成0.21μm，相对于掩模上的间隙Gp，几乎没有扩展，比比较例2的间隙Gp的长度小。这样，能够确认到，在由IDT电极3激励的弹性波的频率超过2.4GHz的情况下，在依赖于掩模图案的图案化中，间隙Gp比期望的值进一步扩展的现象变得显著。

图9示出了这样的比较例2和实施例3的相位特性的比较。在图9中，横轴是频率，纵轴是阻抗的相位特性。图9(b)是放大了由图9(a)的虚线包围的区域的图。如该图所示，确认到，实施例3相比比较例2，更加抑制了体波杂散，损耗也进一步被抑制。由以上说明确认到，实施例3表现出以下两个效果：在制作超过2.4GHz的SAW元件的情况下产生的间隙Gp的扩展所引起的SAW的传播损耗减少；因间隙区域AR2引起的体波杂散减少。

<其他实施例>

接着，说明针对SAW元件1的本发明的其他效果。制作比较例3～5以及实施例4的SAW元件1，测定了阻抗的相位特性。

(比较例以及实施例中共同的条件)

电极指32的间距Pt1：0.77μm(谐振频率约为2.53GHz)

交叉区域AR1中的电极指32的电极指宽度：0.39μm

电极指的厚度(z方向)：121nm

交叉区域AR1的宽度：31μm

电极指32的条数：300条(150对)

基板2的材料：42°Y-X切的LiTaO₃

基板2的厚度：7μm

支承基板6的材料：硅

支承基板6的厚度：230μm

比较例3～5中，如图7(a)所示，在y方向(第1方向)上电极指宽度(电极指32、虚拟电极指33)是固定的，其宽度与交叉区域AR1相等。实施例4中，如图7(d)所示，在掩模上将Duty设为0.63，使得位于非交叉区域的电极指32、33的电极指宽度被加宽。

此外，比较例3～5按照该顺序将掩模上的间隙Gp的大小设为了0.15μm、0.2μm、0.25μm。实施例4将掩模上的间隙Gp的大小设为了0.2μm。

使用这样的掩模制作了各比较例涉及的SAW元件时，在间隙区域AR2中比较例3的电极指32和虚拟电极指33发生了短路，因此无法制作谐振器。比较例4、5虽然未发生短路，但是做出的间隙的大小分别是0.356μm、0.431μm，间隙发生了扩展。与比较例2的结果比较的结果是，确认到，扩展程度相对于该掩模尺寸的比例是，频率越高(电极指32的线宽越细)则越显著。另外，比较例3～5的Duty在掩模上设为了0.43，但是做出的结果是Duty为0.507。

相对于此，实施例4的做出的结果是，间隙的大小是0.219μm，确认到相对于比较例充分地抑制了间隙的扩展。进而，若频率变高，则利用掩模上的间隙尺寸无法控制实际做出的间隙的大小，通过加宽间隙周边的电极指32、33的宽度，才能够制造具有最初期望的间隙的SAW元件。

另外，实施例4的做出结果的Duty是0.507，虚拟区域AR3中的做出结果的Duty是0.707。

图10(a)示出了这样的比较例3～5的相位特性的比较，图10(b)示出了比较例4与实施例4的相位特性的比较。图10是表示谐振频率附近的相位特性的图。

这样，确认到，相对于比较例3～5中体波杂散也变大的情况，在实施例4中抑制了体波杂散。

若如实施例3这样，间隙区域AR2的电极指宽度也被加宽，虚拟电极指33也被加宽，则能够得到所设计的期望的结构，因间隙区域AR2引起的体波杂散进一步减少。

(参考例)

接着，为了确认因电极指32的形状引起的间隙Gp中的弹性波的泄漏，制作电极指32的模型进行了仿真。另外，为了在排除体波杂散的情况下确认纯粹的弹性波泄漏的影响，使用没有支承基板6的较厚的基板2进行了仿真。

(基本条件)

在以下的参考例中，共同的结构如下。

电极指32的间距Pt1：0.77μm(谐振频率约为2.58GHz)

交叉区域AR1中的电极指32的电极指宽度：0.385μm

间隙Gp的长度：0.2um

电极指的厚度(z方向)：123nm

基板2的材料：42°Y-X切的LiTaO₃

设定了具备图7(a)～(d)所示的形状的电极指32的参考例1～4的SAW元件模型。另外，将图7(b)～图7(d)中的电极指的加宽部的宽度设为了0.539μm。

针对这样的参考例1～4，在图11～13示出了通过仿真计算出阻抗特性的结果。

首先，图11示出了参考例1和参考例2的相位特性的比较。可知，参考例2是，在比谐振频率低的频域接近-90°，在比谐振频率高的频域接近+90°。认为这是因为，通过如参考例2这样在虚拟区域AR3中加宽电极指宽度，从而能够实际有效地使作为弹性波泄漏原因的间隙Gp的区域变小，可抑制朝向基板2的上表面当中虚拟电极指33那侧、基板2的内部(z方向)去的弹性波的泄漏，在谐振频率附近的频域中，减少SAW的传播损耗(损耗)。

接着，图12示出了参考例1与参考例3的相位特性的比较。如图12所示，观察到参考例3相对于参考例1，谐振频率附近的频域中的SAW的传播损耗减少了。另外，观察到参考例2、3都相对于参考例1，SAW的传播损耗减少了，但是若对参考例2和参考例3进行比较，则可知SAW的传播损耗的减少参考例2相比参考例3更大。

接着，图13示出了参考例2与参考例4的相位特性的比较。可知，即使与效果远比参考例3好的参考例2相比，参考例4在比谐振频率高的频域中，也接近+90°。由此，认为是，通过除了虚拟区域AR3的加宽以外，还加宽间隙区域AR2的电极指宽度，能够进一步实际有效地使作为弹性波泄漏原因的间隙Gp的区域变小，可减小SAW的传播损耗。

由以上说明确认到，不依赖于间隙的大小，在交叉区域AR1的外侧将电极指32的电极指宽度至少在一部分进行加宽，从而能够抑制弹性波的泄漏本身。由此，确认到，即使在使用贴合基板的SAW元件1中，通过在交叉区域AR1的外侧将电极指32的电极指宽度至少在一部分进行加宽，由此抑制漏波本身，抑制体波杂散的影响也是有用的。

另外，从本说明书中能够提取出以下的其他概念的发明。

(其他发明1)

一种弹性波元件，具备：

由压电晶体构成的基板；以及

IDT电极，位于该基板的上表面，包括连接到第1电位的第1汇流条、连接到第2电位且在第1方向上与所述第1汇流条隔着间隔配置的第2汇流条、向所述第2汇流条侧延伸且与所述第1汇流条连接的多个第1电极指、向所述第1汇流条侧延伸且与所述第2汇流条连接的多个第2电极指、以及与所述第2汇流条连接且隔着间隙与所述第1电极指的前端对置的第2虚拟电极指，

在该弹性波元件中，

对于所述第2电极指而言，相较于将多个所述第1电极指的所述前端连接的第1假想线更靠近所述第2汇流条侧的区域内的粗细比相较于所述第1假想线更靠近所述第1汇流条侧的区域内的粗细粗。

(其他发明2)

在其他发明1所记载的弹性波元件中，

所述IDT电极还包括：第1虚拟电极指，与所述第1汇流条连接，且隔着间隙与所述第2电极指的前端对置，

对于所述第1电极指而言，相较于将多个所述第2电极指的所述前端连接的第2假想线更靠近所述第1汇流条侧的区域内的粗细比相较于所述第2假想线更靠近所述第2汇流条侧的区域内的粗细粗。

(其他发明3)

在其他发明1或2所记载的弹性波元件中，

所述第2虚拟电极指比所述第2电极指当中相较于所述第1假想线更靠近所述第1汇流条侧的区域的所述第2电极指的粗细粗。

即使是SAW元件未使用贴合基板的情况，如图11～13所示，通过在交叉区域的外侧对电极指的宽度设置加宽部，从而也能够抑制弹性波的泄漏。

符号说明

1：SAW元件(弹性波元件)，2：基板，3：IDT电极，31：汇流条电极，32：电极指，32a：第1电极指，32b：第2电极指，33：虚拟电极指，33a：第1虚拟电极指，33b：第2虚拟电极指，4：反射器，L1：第1假想线，L2：第2假想线，LD1：第1虚拟假想线，LD2：第2虚拟假想线，AR1：交叉区域，AR2：间隙区域，AR3：虚拟区域。

Claims

1.一种弹性波元件，具备：

基板，由压电晶体构成；

IDT电极，位于该基板的上表面，且包括连接到第1电位的第1汇流条、连接到第2电位且在第1方向上与所述第1汇流条隔着间隔配置的第2汇流条、向所述第2汇流条侧延伸且与所述第1汇流条连接的多个第1电极指、向所述第1汇流条侧延伸且与所述第2汇流条连接的多个第2电极指、与所述第1汇流条连接且隔着间隙与所述第2电极指的前端对置的第1虚拟电极指、以及与所述第2汇流条连接且隔着间隙与所述第1电极指的前端对置的第2虚拟电极指；以及

支承基板，与所述基板的下表面接合，且厚度比所述基板厚，由线膨胀系数比所述基板小的材料构成，

所述第1电极指、所述第2电极指、所述第1虚拟电极指以及所述第2虚拟电极指中的至少一个，在被连接多个所述第1电极指的所述前端的第1假想线和连接多个所述第2电极指的所述前端的第2假想线包围的交叉区域的外侧，比所述交叉区域的所述第1电极指以及所述第2电极指的粗细还粗，

所述第2电极指当中，相较于所述第1假想线更靠近所述第2汇流条侧的整体的粗细，比所述交叉区域中的粗细还粗，

所述第2电极指以直线状延伸。

2.根据权利要求1所述的弹性波元件，其中，

由所述IDT电极激励的弹性波的频率在2.4GHz以上。

3.根据权利要求1或2所述的弹性波元件，其中，

所述第2虚拟电极指比所述第2电极指当中相较于所述第1假想线更靠近所述第1汇流条侧的区域的所述第2电极指的粗细还粗。

4.根据权利要求1所述的弹性波元件，其中，

所述第2电极指中，电极指宽度在相较于将多个所述第2虚拟电极指的前端连接的第2虚拟假想线更靠近所述第2汇流条侧的区域内粗细比虚拟区域内的粗细还粗，该虚拟区域位于所述第1假想线与所述第2虚拟假想线之间。

5.根据权利要求1或2所述的弹性波元件，其中，

所述第1电极指中，电极指宽度在所述第2假想线与将多个所述第1虚拟电极指的前端连接的第1虚拟假想线之间的第1虚拟区域内粗细比所述交叉区域内的粗细还粗，电极指宽度在相较于所述第1虚拟假想线更靠近所述第1汇流条侧的区域内粗细比所述第1虚拟区域内的粗细还粗。

6.根据权利要求1或2所述的弹性波元件，其中，

该弹性波元件具备：反射器，配置在所述IDT电极的与所述第1方向正交的第2方向的两侧，

所述IDT电极具备：第3电极指，在所述第2方向上配置在最靠所述反射器的一侧，且向所述第2汇流条侧延伸，并与所述第1汇流条连接；以及第3虚拟电极指，与所述第2汇流条连接，且隔着间隙与所述第3电极指的前端对置，

所述第3电极指以及所述第3虚拟电极指当中的至少一方比所述第2电极指当中相较于所述第1假想线更靠近所述第2汇流条侧的区域内的所述第2电极指的粗细还细。

7.根据权利要求1或2所述的弹性波元件，其中，

多个所述第1电极指当中在所述第2方向上与所述反射器相邻的电极指和与其对置的所述第2虚拟电极指之间的所述第1方向上的间隙大于其他电极指与虚拟电极指之间的间隙。

8.一种弹性波装置，具备：

权利要求1～7中任一项所述的弹性波元件；以及

安装所述弹性波元件的电路基板。