CN110024286B - 弹性波装置、前端电路以及通信装置 - Google Patents
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Abstract
弹性波装置(1)具备：压电基板(11)；以及IDT电极(5)，设置在压电基板(11)。IDT电极(5)具有：汇流条电极(7a、7c(或7b、7d))，在弹性波传播方向(D1)上延伸；以及多个电极指(8a(或8b))，与汇流条电极(7a、7c(或7b、7d))连接，并在弹性波传播方向(D1)的正交方向(D2)上延伸。压电基板(11)具有沿着弹性波传播方向(D1)形成的槽(10C、10D)，在正交方向(D2)上从汇流条电极(7a、7c(或7b、7d))观察，槽(10C(或10D))设置在与形成有多个电极指(8a(或8b))侧相反侧。
Description
技术领域
本发明涉及具有IDT(InterDigital Transducer；叉指换能器)电极的弹性波装置、具有该弹性波装置的前端电路以及通信装置。
背景技术
以往，作为谐振器、带通滤波器而广泛使用弹性波装置。
作为该弹性波装置的一个例子，在专利文献1公开了通过相互对置的一对端面对弹性波进行反射的端面反射型的弹性波装置。在专利文献1的弹性波装置中，通过在弹性波传播方向上在IDT电极的两个外侧设置槽，从而形成了对置的一对端面。而且，通过使用该一对端面对弹性波进行反射，从而将在弹性波传播方向上传播的弹性波封闭在弹性波装置内。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2005/050836号
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所示的弹性波装置中，虽然能够将在弹性波传播方向上传播的弹性波反射并封闭，但是不能封闭在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波，存在弹性波泄漏到弹性波装置的外部这样的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部的弹性波装置等。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方式涉及的弹性波装置是具备压电基板和设置在压电基板的IDT电极的弹性波装置，IDT电极具有在弹性波传播方向上延伸的汇流条电极和与汇流条电极连接并在弹性波传播方向的正交方向上延伸的多个电极指，压电基板具有沿着弹性波传播方向形成的至少一个以上的槽，在正交方向上从汇流条电极观察，至少一个以上的槽设置在与形成有多个电极指侧相反侧。
像这样，弹性波装置具有沿着弹性波传播方向形成的槽，因此能够使用槽对在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，至少一个以上的槽由多个槽构成，多个槽在正交方向上相互对置。
据此，弹性波装置具有在正交方向上相互对置的多个槽，因此能够使用槽对在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波进行反射并将其封闭在多个槽之间。由此，能够抑制弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，压电基板具有支承基板、位于支承基板上的压电层、以及设置在支承基板与压电层之间的中间层，IDT电极设置在压电层上，至少一个以上的槽从压电层形成至到达中间层的至少一部分。
据此，能够使用槽对在压电层以及中间层的至少一部分传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，压电基板具有支承基板、位于支承基板上的压电层、以及设置在支承基板与压电层之间的中间层，IDT电极设置在压电层上，至少一个以上的槽未形成在压电层而形成在中间层的至少一部分。
据此，能够使用槽对在中间层的至少一部分传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，弹性波装置的中间层也可以具有晶界。
例如，即使是在中间层传播的弹性波的一部分被晶界散射而在与弹性波传播方向不同的方向上有弹性波传播的情况，因为本发明的弹性波装置具有沿着弹性波传播方向形成的槽，所以也能够对上述弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，中间层也可以与压电层相接。
由此，能够防止在压电层传播的弹性波的能量在厚度方向上泄漏。
此外，在中间层具有晶界的情况下，即使是在与压电层相接的中间层传播的弹性波的一部分散射而在与弹性波传播方向不同的方向上有弹性波传播的情况，因为本发明的弹性波装置具有在弹性波传播方向的正交方向上相互对置的槽，所以也能够对上述弹性波进行反射。由此，能够抑制弹性波泄漏到外部。
此外，中间层也可以包含一个或多个SiO2层。
例如，即使是在SiO2层传播的弹性波的一部分散射而在与弹性波传播方向不同的方向上传播弹性波的情况，因为本发明的弹性波装置具有沿着弹性波传播方向形成的槽，所以也能够对上述弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，在中间层传播的体波(bulk wave)声速与在压电层传播的弹性波声速相比为低速，在支承基板传播的体波声速与在压电层传播的弹性波声速相比为高速。
据此，能够使从压电层传播到中间层的弹性波在支承基板与中间层的界面反射并返回到压电层。由此，能够将弹性波能量高效地封闭在压电层内。
此外，也可以是，中间层具有：低声速膜，传播的体波声速与在压电层传播的弹性波声速相比为低速；以及高声速膜，传播的体波声速与在压电层传播的弹性波声速相比为高速，低声速膜设置在压电层与支承基板之间，高声速膜设置在低声速膜与支承基板之间。
据此，能够使从压电层传播到低声速膜的弹性波在高声速膜与低声速膜的界面反射并返回到压电层。由此，能够将弹性波能量高效地封闭在压电层内。
此外，也可以是，在中间层中，低声阻抗层以及声阻抗比低声阻抗层高的高声阻抗层各自层叠有至少一层以上，低声阻抗层的至少一层设置在比高声阻抗层靠压电层侧。
据此，能够使从压电层传播到中间层的弹性波在低声阻抗层与高声阻抗层的界面反射并返回到压电层。由此，能够将弹性波能量高效地封闭在压电层内。
此外，至少一个以上的槽从压电层经过中间层形成至到达支承基板的一部分。
像这样，通过将槽形成至到达支承基板的一部分，从而能够使用槽对在压电层以及中间层传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，在压电基板设置有与IDT电极连接的输入输出布线，至少一个以上的槽设置在与输入输出布线不同的位置。
据此，能够在抑制由输入输出布线的引绕造成的布线损耗的同时使用槽对在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，在压电基板设置有与IDT电极连接的输入输出布线，输入输出布线绕过槽而形成。
据此，能够将槽的长度加长，能够在宽的范围对在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
也可以是，进而，压电基板具有沿着正交方向形成的至少一个以上的槽，在弹性波传播方向上，在正交方向上形成的至少一个以上的槽设置在比多个电极指中的位于最靠外的电极指靠外侧。
像这样，因为弹性波装置具有沿着正交方向形成的槽，所以能够在槽的侧面对在弹性波传播方向上传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，沿着正交方向形成的至少一个以上的槽由多个槽构成，该多个槽在弹性波传播方向上相互对置。
据此，因为弹性波装置具有在弹性波传播方向上相互对置的多个槽，所以能够使用槽对在弹性波传播方向上传播的弹性波进行反射并将其封闭在多个槽之间。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，也可以是，IDT电极被沿着弹性波传播方向形成的多个槽和沿着正交方向形成的多个槽包围。
由此，能够使用槽对沿着压电层的主面的全方位的弹性波进行反射并将其封闭在被多个槽包围的区域内。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
此外，本发明的一个方式涉及的前端电路具备上述弹性波装置。
由此，能够提供抑制了弹性波的泄漏的前端电路。
此外，本发明的一个方式涉及的通信装置具备对高频信号进行处理的信号处理电路和上述前端电路。
由此，能够提供抑制了在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波的泄漏的通信装置。
发明效果
根据本发明，能够抑制弹性波装置、高频前端电路、或通信装置中的在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波向外部的泄漏。
附图说明
图1是实施方式1涉及的弹性波装置的立体图。
图2A是实施方式1涉及的弹性波装置的俯视图。
图2B是示出在IIB-IIB线处切断了图2A的弹性波装置的情况下的切断面的切断主视图。
图2C是示出在IIC-IIC线处切断了图2A的弹性波装置的情况下的切断面的切断侧视图。
图3是示出弹性波在实施方式1涉及的弹性波装置的中间层传播的样子的图。
图4是实施方式1的变形例1涉及的弹性波装置的切断侧视图。
图5是实施方式1的变形例2涉及的弹性波装置的切断侧视图。
图6是实施方式2涉及的弹性波装置的俯视图。
图7A是实施方式3涉及的弹性波装置的俯视图。
图7B是实施方式3的变形例涉及的弹性波装置的俯视图。
图8是实施方式4涉及的弹性波装置的切断侧视图。
图9是实施方式5涉及的弹性波装置的切断侧视图。
图10是示出实施方式6涉及的前端电路以及通信装置的电路结构图。
图11是其它方式中的弹性波装置的切断侧视图。
图12是其它方式中的弹性波装置的切断侧视图。
具体实施方式
以下，使用实施方式以及附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式均示出总括性或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。关于以下的实施方式中的构成要素之中未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素而进行说明。此外，附图所示的构成要素的大小或大小之比未必严谨。
(实施方式1)
[1-1.弹性波装置的结构]
图1是实施方式1涉及的弹性波装置1的立体图。图2A是弹性波装置1的俯视图。图2B是示出在IIB-IIB线处切断了图2A的弹性波装置1的情况下的切断面的切断主视图。图2C是示出在IIC-IIC线处切断了图2A的弹性波装置1的情况下的切断面的切断侧视图。
如图1、图2A以及图2B所示，弹性波装置1具有在弹性波传播方向D1上相互对置的一对端面1a、1b。此外，如图1、图2A以及图2C所示，弹性波装置1具有在弹性波传播方向D1的正交方向D2上相互对置的一对端面1c、1d。弹性波装置1是使用端面1a～1d使声表面波反射的端面反射型的弹性波装置。
弹性波装置1具备压电基板11和设置在压电基板11的具有梳齿状电极6a、6b、6c、6d的IDT电极5。压电基板11由支承基板2、设置在支承基板2上的中间层3、以及设置在中间层3上的压电层4构成。IDT电极5设置在压电层4上。
如图2B以及图2C所示，支承基板2具有相互对置的一个主面2a以及另一个主面2b。支承基板2由传播的体波声速与在压电层4传播的弹性波声速相比成为高速的材料形成。作为支承基板2的材料，例如可列举Si等半导体、蓝宝石、LiTaO3(以下，称为“LT”)、LiNbO3(以下，称为“LN”)、玻璃等。这些材料可以单独使用，也可以并用多个。
中间层3设置在支承基板2的一个主面2a上。此外，中间层3位于后述的压电层4的正下方，与压电层4相接。通过中间层3与压电层相接，从而能够防止在压电层4传播的弹性波的能量在厚度方向上泄漏。
中间层3由传播的体波声速与在压电层4传播的弹性波声速相比成为低速的材料形成。中间层3例如由多晶、非晶或进行了单轴取向的膜形成，具有晶粒G1以及晶界G2(参照图3)。
具体地，中间层3由SiO2层形成。不过，作为形成中间层3的材料，除了SiO2以外，还能够使用氮化硅、氮化铝等。它们可以单独使用，也可以并用多个。此外，从提高与支承基板2的密接性的观点出发，作为构成中间层3的材料，最好使用SiO2。
另外，中间层3可以具有层叠有多个层的多层构造。在该情况下，在层叠方向上位于最靠支承基板2侧的层最好由SiO2构成。进而，关于中间层3，可以具有仅在弹性波传播的区域(例如，存在IDT电极5、反射器的区域)的正下方进行了图案化的中间层3。而且，也可以由形成在弹性波传播的区域外(例如，IDT电极5的外侧的区域)的中间层3构成。即，图2B、2C所示的中间层3在面内可以不采用同一构造。在该情况下，形成在传播波的区域正下方的中间层3优选为以上叙述的适当的材料，形成在传播弹性波的区域外的中间层3可以是任意的材料。
压电层4设置在中间层3上。压电层4为薄膜状，在将弹性波的波长设为λ的情况下，压电层4的厚度例如最好为1λ的厚度。在该情况下，能够进一步激励弹性波。
压电层4具有相互对置的一个主面4a以及另一个主面4b。压电层4的另一个主面4b位于中间层3侧。压电层4由LT构成。不过，作为构成压电层4的材料，可以使用LN等其它压电单晶，也可以使用压电陶瓷。
IDT电极5设置在压电层4的一个主面4a上。弹性波装置1作为由IDT电极5激励的弹性波而利用了以SH波为主成分的声表面波。不过，被激励的波只要是包含SH波或兰姆波(S0模式、S1模式、A1模式、A0模式)等板波的弹性波即可。在此所说的所谓板波，是在将被激励的板波的波长设为1λ的情况下在膜厚为1λ程度以下的压电薄板激励的各种波的统称。以下的“板波”也是同样的意思。
如图1以及图2A所示，作为IDT电极5的一部分的一对梳齿状电极6a、6b相互对置。此外，作为IDT电极5的一部分的一对梳齿状电极6c、6d相互对置。梳齿状电极6a、6b各自具有在弹性波传播方向D1上延伸的汇流条电极7a、7b和在正交方向D2上延伸的多个电极指8a、8b。梳齿状电极6c、6d各自具有在弹性波传播方向D1上延伸的汇流条电极7c、7d和在正交方向D2上延伸的多个电极指8a、8b。多个电极指8a与汇流条电极7a、7c连接，多个电极指8b与汇流条电极7b、7d连接。多个电极指8a和多个电极指8b彼此相互交替插入。多个电极指8a、8b中的、位于弹性波传播方向D1上的最靠外(最外侧)的两端部的电极指8a、8b的宽度为λ/8。与两端部的电极指8a、8b不同的中央部的电极指8a、8b的宽度为λ/4。
作为构成IDT电极5的材料，例如，可列举Cu、Ni、Ni-Cr合金、Al-Cu合金、Ti、Al、Pt等适当的金属或合金。它们可以单独使用，也可以并用多个。此外，IDT电极5可以由将多个金属膜层叠而成的层叠金属膜构成。另外，也可以在压电层4的一个主面4a上设置作为温度调整膜的SiO2膜，使得覆盖IDT电极5。汇流条电极7a～7d的厚度可以形成得比电极指8a、8b的厚度厚。
在压电基板11设置有与IDT电极5连接并向IDT电极5供给电力的输入输出布线9a、9b。具体地，输入输出布线9a与梳齿状电极6b的汇流条电极7b连接，输入输出布线9b与梳齿状电极6c的汇流条电极7c连接。
在本实施方式的弹性波装置1中，如图1以及图2A所示，在压电基板11设置有多个槽10A、10B以及多个槽10C、10D。
槽10A、10B各自沿着正交方向D2形成，在弹性波传播方向D1上相互对置。槽10C、10D各自沿着弹性波传播方向D1形成，在正交方向D2上相互对置。槽10A～10D设置为包围IDT电极5的外侧。在槽10A～10D各自的外侧形成有槽外基板部11A、11B、11C、11D。
在弹性波传播方向D1上，槽10A、10B各自设置在比多个电极指8a、8b中的位于最靠外的电极指8a、8b靠外侧。此外，在对弹性波装置1进行了俯视的情况下(从与一个主面4a垂直的方向观察的情况下)，槽10A、10B各自与位于最靠外的电极指8a、8b相邻。
在正交方向D2上，从汇流条电极7a、7c观察，槽10C设置在与形成有多个电极指8a侧相反侧(正交方向D2的负侧)。在进行了俯视的情况下，槽10C与汇流条电极7a、7c相距给定距离i1并与汇流条电极7a、7c平行地形成。此外，槽10C在长边方向上分为两个，设置在与输入输出布线9b不同的位置，使得避开输入输出布线9b。槽10C可以形成得比汇流条电极7a、7c的合计的长度长。
在正交方向D2上，从汇流条电极7b、7d观察，槽10D设置在与形成有多个电极指8b侧相反侧(正交方向D2的正侧)。在进行了俯视的情况下，槽10D与汇流条电极7b、7d相距给定距离i2并与汇流条电极7b、7d平行地形成。给定距离i1与i2相等，例如为i1＝i2＝λ/8。此外，槽10D在长边方向上分为两个，设置在与输入输出布线9a不同的位置，使得避开输入输出布线9a。槽10D可以形成得比汇流条电极7b、7d的合计的长度长。
此外，如图2B以及图2C所示，槽10A～10D各自从压电层4形成至到达中间层3的一部分。具体地，槽10A～10D各自具有两侧面10a以及底部10b，底部10b不到达支承基板2，位于压电层4的另一个主面4b与支承基板2的一个主面2a之间。
在本实施方式的弹性波装置1中，槽10A的两侧面10a中的、位于最靠外的电极指8b的附近的侧面10a成为端面1a，槽10B的两侧面10a中的、位于最靠外的电极指8a的附近的侧面10a成为端面1b。此外，在弹性波装置1中，槽10C的两侧面10a中的、位于汇流条电极7a、7c的附近的侧面10a成为端面1c，槽10D的两侧面10a中的、位于汇流条电极7b、7d的附近的侧面10a成为端面1d。相互对置的端面1a、1b能够对在弹性波传播方向D1上传播的弹性波进行反射并将其封闭在端面1a、1b之间。相互对置的端面1c、1d能够对在与弹性波传播方向D1不同的方向(例如，正交方向D2)上传播的弹性波进行反射并将其封闭在端面1c、1d之间。此外，在弹性波装置1中，IDT电极5被端面1a～1d包围，能够通过端面1a～1d对沿着压电层4的一个主面4a的全方位的弹性波进行反射，并将其封闭在被端面1a～1d包围的区域内。
另外，一个主面4a与端面1a的角度(形成在槽10A侧的角度)、以及一个主面4a与端面1b的角度(形成在槽10B侧的角度)最好分别为70度以上且90度以下。此外，一个主面4a与端面1c的角度(形成在槽10C侧的角度)、以及一个主面4a与端面1d的角度(形成在槽10D侧的角度)最好分别为70度以上且90度以下。通过该构造，能够将弹性波有效地封闭在被端面1a～1d包围的区域内。
作为弹性波装置1的制造方法，例如能够通过以下所示的方法进行制造。首先，形成依次层叠了支承基板2、中间层3、压电层4以及IDT电极5的层叠体。接着，通过蚀刻将构成上述层叠体的压电层4以及中间层3的一部分除去。通过该蚀刻，形成槽10A～10D。作为上述蚀刻的方法，最好通过ICP-RIE法进行蚀刻。在通过ICP-RIE法进行蚀刻的情况下，能够以高精度制作槽10A～10D。
[1-2.效果等]
本实施方式涉及的弹性波装置1具备压电基板11和设置在压电基板11的IDT电极5。IDT电极5具有在弹性波传播方向D1上延伸的汇流条电极7a、7c(或7b、7d)和与汇流条电极7a、7c(或7b、7d)连接并在弹性波传播方向D1的正交方向D2上延伸的多个电极指8a(或8b)。压电基板11具有沿着弹性波传播方向D1形成的至少一个以上的槽10C、10D，在正交方向D2上，从汇流条电极7a、7c(或7b、7d)观察，槽10C(或10D)各自设置在与形成有多个电极指8a(或8b)侧相反侧。
像这样，通过在压电基板11设置沿着弹性波传播方向D1形成的槽10C、10D，从而能够使在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波在槽10C、10D的侧面10a(端面1c、1d)反射，并封闭在槽10C、10D之间。由此，在弹性波装置1中，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。
另外，槽10C、10D未必需要在压电基板11形成有多个。弹性波装置1通过具有至少一个以上的槽，从而具有对在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波进行反射并使其返回的效果。
此外，弹性波装置1的压电基板11具有支承基板2、位于支承基板2上的压电层4、以及设置在支承基板2与压电层4之间的中间层3，IDT电极5设置在压电层4上。而且，槽10C、10D各自从压电层4形成至到达中间层3的至少一部分。
像这样，通过将槽10C、10D形成在压电层4以及中间层3的至少一部分，从而与仅在压电层4设置了槽的情况相比，能够通过槽10C、10D对在压电层4以及中间层3传播的弹性波进行反射。由此，能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波泄漏到外部。另外，槽10C、10D并不限于形成至中间层3的厚度方向上的一部分，也可以形成至贯通中间层3的深度。
此外，即使是如图3所示地中间层3由晶粒G1以及晶界G2形成的情况，本实施方式的弹性波装置1也能够抑制在与弹性波传播方向不同的方向上传播的弹性波的泄漏。例如，即使是在中间层3传播的弹性波的一部分被晶界G2散射而在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播弹性波的情况，因为弹性波装置1具有槽10C、10D，所以也能够使用槽10C、10D对上述弹性波进行反射，将弹性波能量封闭在槽10C、10D间。
此外，弹性波装置1的IDT电极5被沿着弹性波传播方向D1形成的多个槽10C、10D和沿着正交方向D2形成的多个槽10A、10B包围。
由此，沿着压电层4的一个主面4a的全方位的弹性波在槽10A～10D的侧面被反射，能够抑制弹性波的泄漏。
此外，在弹性波装置1中，槽10A～10D未到达至支承基板2的另一个主面2b，成为未被分断的构造。即，弹性波装置1在槽10A～10D各自的外侧具有槽外基板部11A、11B、11C、11D。槽外基板部11A～11D与压电基板11相接，由与压电基板11相同的材料构成。例如，在压电基板11被用作安装基板的情况下，能够在槽外基板部11A～11D上设置其它元件、电路部分。因此，在该弹性波装置1中，无需与其它元件、电路部分进行再连接，能够简化电连接。此外，因为能够在槽外基板部11A～11D上设置其它元件、电路部分，所以能够将搭载弹性波装置1的电子部件小型化。
[1-3.变形例1]
图4是实施方式1的变形例1涉及的弹性波装置1A的切断侧视图。
在变形例1的弹性波装置1A中，由槽10C形成的端面1c形成为靠近汇流条电极7a、7c，并与汇流条电极7a、7c的侧面平齐。此外，由槽10D形成的端面1d形成为靠近汇流条电极7b、7d，并与汇流条电极7b、7d的侧面平齐。
像这样，通过将槽10C、10D设置为靠近汇流条电极7a～7d，从而能够将弹性波装置1A小型化。此外，因为能够在靠近汇流条电极7a～7d的位置对在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波进行反射，所以能够效率良好地封闭弹性波。
[1-4.变形例2]
图5是实施方式1的变形例2涉及的弹性波装置1B的切断侧视图。
在变形例2的弹性波装置1B中，槽10C、10D各自从压电层4经过中间层3形成至到达支承基板2的一部分。具体地，槽10C、10D从压电层4的一个主面4a形成至到达支承基板2的一个主面2a与另一个主面2b之间的深度。
例如，在压电层4、中间层3以及支承基板2的材质分别不同的情况下，由于各材质的线膨胀系数的差异，变得容易产生由温度变化造成的应变。相对于此，在变形例2的弹性波装置1B中，因为槽10C、10D形成至到达支承基板2的一部分，所以能够减小由温度变化造成的应变。此外，在弹性波溢出到支承基板2的情况下，通过使槽10C、10D到达支承基板2的一部分，从而能够进一步提高弹性波的封闭效率。
另外，在弹性波装置1B中，也可以是，中间层3由低声速膜34构成，支承基板2由高声速支承基板构成。
所谓低声速膜，是传播的体波声速与在压电层4传播的弹性波声速相比为低速的膜。所谓高声速支承基板，是传播的体波声速与在压电层4传播的弹性波声速相比为高速的支承基板。
具体地，在高声速支承基板上层叠有声速相对低的低声速膜，在该低声速膜上层叠有压电层4。关于中间层3，也可以在弹性波传播的区域(例如，仅在存在IDT电极5、反射器的区域正下方)对低声速膜进行图案化。而且，也可以在弹性波传播的区域外(例如，IDT电极5的外侧的区域)形成有适当的材料(例如，SiO2)。此外，也可以在中间层3与高声速支承基板之间形成有适当的材料。
上述的高声速支承基板具有将弹性波能量封闭在高声速支承基板中的功能。也就是说，弹性波能量能够封闭在比高声速支承基板的上方靠上侧的区域(包含至压电层以及低声速膜的区域)。
作为低声速膜，由氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽、氧化硅中添加了氟或碳或硼的化合物、或以上述各材料为主成分的材料中的任一者构成。
作为高声速支承基板，由氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化锆、堇青石、多铝红柱石、滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、氧化镁金刚石、或以上述各材料为主成分的材料、以上述各材料的混合物为主成分的材料中的任一者构成。
在弹性波装置1B中，槽10A～10D从压电层4的一个主面4a经过低声速膜形成至到达高声速支承基板的一部分。在像本实施方式那样中间层3为由低声速膜构成的构造的情况下，弹性波能量被封闭在比高声速支承基板的上方靠上侧的区域(包含至压电层4以及低声速膜的区域)，因此槽10A～10D最好形成至高声速支承基板的一部分。
另外，作为弹性波装置1B中的槽10C、10D的形成方法，首先，通过蚀刻将压电层4以及中间层3中的与槽10C、10D对应的部分除去。接着，通过划片将支承基板2的一部分中的与槽10C、10D对应的部分除去，形成槽10C、10D。由此，能够形成从压电层4到达至支承基板2的一部分的槽10C、10D。
(实施方式2)
图6是实施方式2涉及的弹性波装置1C的俯视图。
在弹性波装置1C中，在正交方向D2上排列配置有两个IDT电极5、5t。而且，与一个IDT电极5对应地形成有槽10A、10B、10C、10D，与另一个IDT电极5t对应地形成有槽10At、10Bt、10Ct、10Dt。
另一个IDT电极5t的结构是与实施方式1的IDT电极5大致相同的结构，省略重复的说明。此外，与另一个IDT电极5t对应的槽10At、10Bt、10Ct、10Dt各自的结构与实施方式1的槽10A、10B、10C、10D大致相同，省略重复的说明。
在该弹性波装置1C中，IDT电极5、5t经由输入输出布线9a串联地连接。具体地，IDT电极5的梳齿状电极6b和IDT电极5t的梳齿状电极6c通过输入输出布线9a连接。此外，在IDT电极5的梳齿状电极6c连接有输入输出布线9b。在IDT电极5t的梳齿状电极6b连接有输入输出布线9c。槽10Ct设置为避开输入输出布线9a，槽10Dt设置为避开输入输出布线9c。即，槽10Ct、10Dt各自设置在与输入输出布线9a、9c不同的位置。
本实施方式涉及的弹性波装置1C具备压电基板11和设置在压电基板11的IDT电极5以及IDT电极5t。IDT电极5、5t具有在弹性波传播方向D1上延伸的汇流条电极7a、7c(或7b、7d)和与汇流条电极7a、7c(或7b、7d)连接并在弹性波传播方向D1的正交方向D2上延伸的多个电极指8a(或8b)。压电基板11具有沿着弹性波传播方向D1形成的多个槽10C、10D以及多个槽10Ct、10Dt，在正交方向D2上，从汇流条电极7a、7c(或7b、7d)观察，多个槽10C、10D(或10Ct、10Dt)各自设置在与形成有多个电极指8a(或8b)侧相反侧。
像这样，即使是具有两个IDT电极5、5t的情况，也能够通过与IDT电极5、5t各自对应地设置槽10C、10D、10Ct、10Dt，从而在槽10C、10D的端面1c、1d或槽10Ct、10Dt的端面1c、1d对在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波进行反射，并将其封闭在槽10C、10D间或槽10Ct、10Dt间。由此，能够抑制弹性波泄漏到外部。
(实施方式3)
图7A是实施方式3涉及的弹性波装置1D的俯视图。
在弹性波装置1D中，输入输出布线9a绕过槽10D而形成。弹性波装置1D中的IDT电极5、5t的结构与实施方式2大致相同，省略重复的说明。
在该弹性波装置1D中，位于一个IDT电极5与另一个IDT电极5t之间的槽10D为一条，槽10D被IDT电极5和IDT电极5t兼用。而且，IDT电极5的梳齿状电极6b和IDT电极5t的梳齿状电极6c通过输入输出布线9a连接。输入输出布线9a形成为避开槽10D。
本实施方式涉及的弹性波装置1D具有沿着弹性波传播方向D1形成的多个槽10C、10D、10Dt，在正交方向D2上，从汇流条电极7a、7c(或7b、7d)观察，多个槽10C、10D(或10D、10Dt)各自设置在与形成有多个电极指8a(或8b)侧相反侧。
像这样，即使是具有两个IDT电极5、5t的情况，也能够通过与IDT电极5、5t各自对应地设置槽10C、10D、10Dt，从而在槽10C、10D的端面1c、1d或槽10D、10Dt的端面1c、1d对在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波进行反射，并将其封闭在槽10C、10D间或槽10D、10Dt之间。由此，能够抑制弹性波泄漏到外部。
图7B是实施方式3的变形例涉及的弹性波装置1E的俯视图。
在变形例的弹性波装置1E中，输入输出布线从汇流条电极引出，并绕过槽10C、10D、10Dt而形成。槽10C、10D、10Dt各自由一条槽形成。
具体地，输入输出布线9b形成为从IDT电极5的汇流条电极7a引出并绕过槽10C。输入输出布线9a从IDT电极5t的汇流条电极7c引出，并绕过槽10D与IDT电极5的汇流条电极7d连接。输入输出布线9c绕过槽10Dt与IDT电极5t的汇流条电极7b连接。
在变形例的弹性波装置1E中，通过与IDT电极5、5t各自对应地设置槽10C、10D、10Dt，从而能够在槽10C、10D各自的端面1c、1d或槽10D、10Dt各自的端面1c、1d对在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波进行反射，并将其封闭在槽10C、10D间或槽10D、10Dt间。由此，能够抑制弹性波泄漏到外部。
此外，通过兼用IDT电极5、5t之间的槽10D而将其设为一条，从而能够减小弹性波装置1E的正交方向D2上的尺寸，能够将弹性波装置1E小型化。
(实施方式4)
图8是实施方式4涉及的弹性波装置1F的切断侧视图。该切断侧视图是在与图2C中所示的切断面相同的位置切断了弹性波装置1F的情况下的侧视图。
如图8所示，在弹性波装置1F中，中间层3由高声速膜33以及低声速膜34构成。具体地，在支承基板2上层叠有声速相对高的高声速膜33，在高声速膜33上层叠有声速相对低的低声速膜34，在低声速膜34上层叠有压电层4。关于中间层3，也可以在弹性波传播的区域(例如，仅在存在IDT电极5、反射器的区域正下方)对高声速膜33和低声速膜34进行图案化。而且，也可以在弹性波传播的区域外(例如，IDT电极5的外侧的区域)形成有适当的材料，例如SiO2。此外，也可以在中间层3与支承基板2之间形成有适当的材料。
高声速膜33具有将弹性波封闭在层叠有压电层4以及低声速膜34的部分而使得弹性波不会泄漏到比高声速膜33靠下侧的功能。高声速膜33例如由氮化铝构成。不过，只要能够封闭上述弹性波，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、以这些材料为主成分的介质、以这些材料的混合物为主成分的介质等各种各样的高声速材料。为了将弹性波封闭在层叠有压电层4以及低声速膜34的部分，高声速膜33的膜厚越厚越好，最好为弹性波的波长λ的0.1倍以上，进而，最好为1.5倍以上。
低声速膜34由氧化硅构成。不过，作为构成低声速膜34的材料，能够使用具有与在压电层4传播的体波相比为低声速的体波声速的适当的材料。作为这样的材料，能够使用氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽、以及在氧化硅中添加了氟、碳、硼的化合物等、以上述材料为主成分的介质。
另外，所谓高声速膜33，是指高声速膜33中的体波的声速与在压电层4传播的表面波、边界波的弹性波相比成为高速的膜。此外，所谓低声速膜34，是指低声速膜34中的体波的声速与在压电层4传播的体波相比成为低速的膜。
在弹性波装置1F中，槽10A～10D从压电层4的一个主面4a经过低声速膜34形成至到达高声速膜33的一部分。在像本实施方式那样中间层3为在高声速膜33层叠了低声速膜34的构造的情况下，槽10A～10D最好形成至高声速膜33的一部分。
像这样，通过由压电层4、低声速膜34、高声速膜33、以及支承基板2形成压电基板11，从而能够在高声速膜33与低声速膜34的界面对从压电层4传播到低声速膜34的弹性波进行反射，并使其返回到压电层4。由此，能够将弹性波能量高效地封闭在压电层4内。
(实施方式5)
图9是实施方式5涉及的弹性波装置1G的切断侧视图。该切断侧视图是在与图2C中所示的切断面相同的位置切断了弹性波装置1G的情况下的侧视图。
如图9所示，在弹性波装置1G中，中间层3成为具有多个声阻抗层的声反射层。具体地，中间层3具有低声阻抗层42a、42c、42e、42g和高声阻抗层42b、42d、42f。关于中间层3，在弹性波传播的区域(例如，仅在存在IDT电极5、反射器的区域正下方)对低声阻抗层42a、42c、42e、42g和高声阻抗层42b、42d、42f进行了图案化。而且，也可以在弹性波传播的区域外(例如，IDT电极5的外侧的区域)形成有适当的材料，例如SiO2。此外，也可以在中间层3与支承基板2之间形成有适当的材料。
高声阻抗层42b、42d、42f的声阻抗比低声阻抗层42a、42c、42e、42g的声阻抗高。在弹性波装置1G中，在支承基板2的一个主面2a上层叠有低声阻抗层42a，在其上，在层叠方向上交替地配置有高声阻抗层42b、42d、42f和低声阻抗层42c、42e、42g。
因此，能够使从压电层4传播到中间层3的弹性波在作为低声阻抗层42a、42c、42e的上方表面的高声阻抗层42b、42d、42f的界面反射并返回到压电层4。由此，能够将弹性波能量高效地封闭在压电层4内。
低声阻抗层42a、42c、42e、42g由SiO2构成。不过，低声阻抗层42a、42c、42e、42g也可以由Al等构成。它们可以单独使用，也可以并用多个。
高声阻抗层42b、42d、42f由SiN构成。不过，高声阻抗层42b、42d、42f也可以由W、Pt、LT、Al2O3、Ta2O5、LN、AlN或ZnO等构成。它们可以单独使用，也可以并用多个。
在弹性波装置1G中，在层叠方向上位于最靠支承基板2侧的层为低声阻抗层42a，由SiO2形成。因此，在弹性波装置1G中，提高了中间层3与支承基板2的密接性。
此外，例如，即使是位于最靠支承基板2侧的低声阻抗层42a由具有晶粒G1以及晶界G2的SiO2形成的情况，因为弹性波装置1G具有槽10C、10D，所以也能够对在与弹性波传播方向D1不同的方向上传播的弹性波进行反射，并将其封闭在槽10C、10D之间。
此外，在弹性波装置1G中，槽10A～10D从压电层4的一个主面4a形成至到达低声阻抗层42a的一部分。这是因为，能够使从压电层4传播到中间层3的弹性波在作为低声阻抗层42a、42c、42e的上方表面的高声阻抗层42b、42d、42f的界面反射并返回到压电层4，因此无需使槽到达至支承基板2。
在像本实施方式那样中间层3为多层构造的情况下，槽10A～10D最好形成至层叠方向上的位于最靠支承基板2侧的层的一部分。
另外，在弹性波装置1G中，槽10A～10D也可以从压电层4的一个主面4a形成至到达支承基板2的一个主面2a与另一个主面2b之间。在压电层4、中间层3以及支承基板2的材质分别不同的情况下，由于各材质中的线膨胀系数的差异，变得容易产生由温度变化造成的应变，但是由于槽10A～10D形成至支承基板2的一部分，从而能够减小由温度变化造成的应变。
另外，在本实施方式中，低声阻抗层以及高声阻抗层的层叠数没有特别限定。此外，低声阻抗层和高声阻抗层也可以在层叠方向上不交替地配置。不过，从提高压电层4内的弹性波的封闭效率的观点出发，最好低声阻抗层中的至少一层设置在比高声阻抗层中的至少一层靠压电层4侧。
(实施方式6)
图10是示出实施方式6涉及的前端电路108以及通信装置109的电路结构图。
在该前端电路108以及通信装置109中，在第一滤波器111以及第二滤波器112包含实施方式1涉及的弹性波装置1。
在图10所示的前端电路108以及通信装置109中，为了将输入的信号放大，在第一端子116与RFIC104之间、以及第二端子117与RFIC104之间分别设置有LNA(LowNoiseAmplifier；低噪声放大器)103。此外，为了切换与天线元件102的连接状态，在第一滤波器111与天线共用端子115之间、以及第二滤波器112与天线共用端子115之间设置有多端口开关105。多端口开关105是能够同时进行接通/断开(ON/OFF)的开关，能够使得在第一滤波器111与天线共用端子115连接着时，即，在第一滤波器111正在进行信号处理的情况下，第二滤波器112也与天线共用端子115连接。
在具有这样的电路结构的前端电路108以及通信装置109中，也与上述实施方式同样地，能够抑制弹性波的泄漏。
此外，虽然在上述实施方式中，将第一滤波器111设为接收滤波器，但是并不限于此，也可以将包含弹性波装置1的第一滤波器111设为发送滤波器。例如，通过将位于作为发送滤波器的第一滤波器111与RFIC104之间的LNA103置换为PA(Power Amplifier；功率放大器)，从而能够构成能够进行收发的通信装置109。
此外，构成前端电路108以及通信装置109的各滤波器并不限于声表面波滤波器，也可以是声边界波滤波器。由此，也可达到与上述实施方式涉及的弹性波装置1等具有的效果同样的效果。
(其它方式)
以上，基于实施方式以及变形例对本发明涉及的弹性波装置1～1G、前端电路108以及通信装置109进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式以及变形例。将上述实施方式以及变形例中的任意的构成要素组合而实现的其它实施方式、在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式施加了本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例、内置有本发明涉及的弹性波装置的各种设备也包含于本发明。
图11是其它方式涉及的弹性波装置1H的切断侧视图。该切断侧视图是在与图2B中所示的切断面相同的位置切断了弹性波装置1H的情况下的侧视图。
在弹性波装置1H中，槽10A、10B各自仅形成在中间层3。具体地，槽10A、10B未形成在压电层4而形成在中间层3的一部分。在该弹性波装置1H中，在压电基板11的中间层3形成有槽10A、10B，使用槽10A的端面1a以及槽10B的端面1b对在弹性波传播方向D1上传播的弹性波进行反射，并将弹性波封闭在槽10A与槽10B之间。
根据该构造，布线的引绕变得容易，此外，能够在压电基板11上设置反射器。此外，能够在IDT电极5的内侧配置槽10A、10B，能够使封闭效率提高。此外，能够通过压电层4对中间层3进行密封，因此例如在中间层3由SiO2形成的情况下，能够抑制中间层3的劣化。另外，槽10A、10B只要形成在中间层3的至少一部分即可。
图12是其它方式涉及的弹性波装置1I的切断侧视图。该切断侧视图是在与图2C中所示的切断面相同的位置切断了弹性波装置1I的情况下的侧视图。
在弹性波装置1T中，槽10C、10D各自仅形成在中间层3。具体地，槽10C、10D未形成在压电层4而形成在中间层3的一部分。在该弹性波装置1I中，在压电基板11的中间层3形成有槽10C、10D，使用槽10C的端面1c以及槽10D的端面1d对在与弹性波传播方向D1不同的方向(例如，正交方向D2)上传播的弹性波进行反射，并将弹性波封闭在槽10C与槽10D之间。
根据该构造，布线的引绕变得容易，此外，能够在压电基板11上设置反射器。此外，能够在IDT电极5的内侧配置槽10C、10C，能够使封闭效率提高。此外，能够通过压电层4对中间层3进行密封，因此例如在中间层3由SiO2形成的情况下，能够抑制中间层3的劣化。另外，槽10C、10D只要形成在中间层3的至少一部分即可。
此外，虽然在实施方式1中，由压电层4、支承基板2以及中间层3构成了压电基板11，但是并不限于此，也可以将压电基板11做成为一体物，例如由压电陶瓷材料形成。
此外，虽然在实施方式1中，将一对槽10A、10B设置在IDT电极5的外侧，但是并不限于此，也可以设置一对反射器来置换槽10A、10B。即使是该情况，因为弹性波装置具有在正交方向D2上相互对置的槽10C、10D，所以也能够抑制与弹性波传播方向D1不同的方向上的弹性波的泄漏。此外，具有槽10C、10D的弹性波装置与例如在正交方向D2上在IDT电极5的外侧设置了一对反射器的情况相比，能够将弹性波装置小型化。
本实施方式中的弹性波装置1～1G的IDT电极5可以是纵向耦合型，也可以是横向耦合型，还可以是横向型。
虽然在本实施方式中，将压电基板上的输入输出布线9a～9c与IDT电极5、5t连接，但是并不限于此，也可以将接合引线作为输入输出布线与IDT电极5、5t连接。
此外，本实施方式的弹性波装置1也可以是如下方式，即，在压电薄膜没有槽(端面)，只在中间层具有槽(端面)。所谓中间层，是指从压电薄膜正下方的层起直到支承基板为止的层(包含多个层)。在该情况下，也能够使存在于中间层的弹性波在中间层的槽(端面)反射，能够提高弹性波封闭效率。
产业上的可利用性
本发明的弹性波装置广泛用于各种各样的电子设备、通信设备。作为电子设备，例如有传感器。作为通信设备，例如有包含包括本发明的弹性波装置的双工器、PA、LNA、开关的通信模块设备、包含该通信模块设备的移动通信设备、医疗保健通信设备等。作为移动通信设备，有便携式电话、智能电话、汽车导航等。作为医疗保健通信设备，有体重计、体脂肪计等。医疗保健通信设备、移动通信设备具备天线、RF模块、LSI、显示器、输入部、电源等。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I：弹性波装置；
1a、1b、1c、1d：端面；
2：支承基板；
2a：支承基板的一个主面；
2b：支承基板的另一个主面；
3：中间层；
4：压电层；
4a：压电层的一个主面；
4b：压电层的另一个主面；
5、5t：IDT电极；
6a、6b、6c、6d：梳齿状电极；
7a、7b、7c、7d：汇流条电极；
8a、8b：电极指；
9a、9b、9c：输入输出布线；
10A、10B、10C、10D、10At、10Bt、10Ct、10Dt：槽；
10a：槽的侧面；
10b：槽的底部；
11：压电基板；
11A、11B、11C、11D：槽外基板部；
33：高声速膜；
34：低声速膜；
42a、42c、42e、42g：低声阻抗层；
42b、42d、42f：高声阻抗层；
102：天线元件；
103：LNA；
104：RFIC；
105：开关；
108：前端电路；
109：通信装置；
111、112：滤波器；
115、116、117：端子；
D1：弹性波传播方向；
D2：正交方向；
G1：晶粒；
G2：晶界；
i1、i2：给定距离。
Claims (14)
1.一种弹性波装置，具备：
压电基板；以及
IDT电极，设置在所述压电基板，其中，
所述IDT电极具有：
汇流条电极，在弹性波传播方向上延伸；以及
多个电极指，与所述汇流条电极连接，并在所述弹性波传播方向的正交方向上延伸，
所述压电基板具有沿着所述弹性波传播方向形成的多个槽，
在所述正交方向上从所述汇流条电极观察，所述多个槽设置在与形成有所述多个电极指侧相反侧，
所述多个槽在所述正交方向上相互对置，
所述压电基板具有：
支承基板；
压电层，位于所述支承基板上；以及
中间层，设置在所述支承基板与所述压电层之间，
所述IDT电极设置在所述压电层上，
所述多个槽未形成在所述压电层而形成在所述中间层的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述中间层具有晶界。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述中间层与所述压电层相接。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述中间层包含一个或多个SiO2层。
5.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述中间层传播的体波声速与在所述压电层传播的弹性波声速相比为低速，
在所述支承基板传播的体波声速与在所述压电层传播的弹性波声速相比为高速。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述中间层具有：
低声速膜，传播的体波声速与在所述压电层传播的弹性波声速相比为低速；以及
高声速膜，传播的体波声速与在所述压电层传播的弹性波声速相比为高速，
所述低声速膜设置在所述压电层与所述支承基板之间，
所述高声速膜设置在所述低声速膜与所述支承基板之间。
7.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述中间层中，低声阻抗层以及声阻抗比所述低声阻抗层高的高声阻抗层各自层叠有至少一层以上，
所述低声阻抗层的至少一层设置在比所述高声阻抗层靠所述压电层侧。
8.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述压电基板设置有与所述IDT电极连接的输入输出布线，
所述多个槽设置在与所述输入输出布线不同的位置。
9.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述压电基板设置有与所述IDT电极连接的输入输出布线，
所述输入输出布线绕过所述槽而形成。
10.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
进而，
所述压电基板具有沿着所述正交方向形成的至少一个槽，
在所述弹性波传播方向上，在所述正交方向上形成的至少一个槽设置在比所述多个电极指中的位于最靠外的电极指靠外侧。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
沿着所述正交方向形成的至少一个槽由多个槽构成，
该多个槽在所述弹性波传播方向上相互对置。
12.根据权利要求11所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极被沿着所述弹性波传播方向形成的多个所述槽和沿着所述正交方向形成的多个所述槽包围。
13.一种前端电路，其中，
具备权利要求1～12中的任一项所述的弹性波装置。
14.一种通信装置，具备：
权利要求13所述的前端电路；以及
信号处理电路，对高频信号进行处理。
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