CN110036564B - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够进行小型化且能够抑制无用波的弹性波装置。弹性波装置(1)具备：压电基板(2)，由LiNbO3构成；IDT电极(3)，设置在压电基板(2)上；以及第一电介质膜(4)，设置在压电基板(2)上，使得覆盖IDT电极(3)，且由氧化硅构成。IDT电极(3)具有由Pt、Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成的第一金属膜，压电基板(2)的欧拉角(
Figure DDA0002089775700000011
θ，ψ)为欧拉角(0°±5°，‑90°≤θ≤‑70°，0°±5°)，将由IDT电极(3)的电极指间距规定的波长设为λ，将通过波长λ进行了归一化的第一金属膜的膜厚设为hm/λ(％)，此时，第一金属膜的金属以及膜厚hm/λ(％)为表1所示的任一组合。【表1】
Figure DDA0002089775700000012

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及弹性波装置。
背景技术
以往，弹性波装置广泛地用于便携式电话机的滤波器等。在下述的专利文献1公开了弹性波装置的一个例子。该弹性波装置具有由LiNbO3构成的压电基板。在压电基板上设置有以密度比Al高的金属为主体的IDT电极。在压电基板上设置有电介质层，使得覆盖在IDT电极上。在专利文献1中，通过将IDT电极的上述金属的膜厚以及压电基板的欧拉角设为给定的范围内，从而可谋求增大所利用的弹性波的机电耦合系数并减小无用波的机电耦合系数。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-295976号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，要求弹性波装置的更进一步的小型化。然而，在专利文献1记载的弹性波装置中，若要推进小型化，则需要将电极膜厚增厚，但是另一方面，若将膜厚增厚，则无用波的相对带宽变大，通过特性变差。因此，难以在抑制无用波而维持通过特性的同时达成小型化。
本发明的目的在于，提供一种能够进行小型化且能够抑制无用波的弹性波装置。
用于解决课题的技术方案
在本发明涉及的弹性波装置的某个广泛的方面中，具备：压电基板，由LiNbO3构成；IDT电极，设置在所述压电基板上；以及第一电介质膜，设置在所述压电基板上，使得覆盖所述IDT电极，且由氧化硅构成，所述IDT电极具有由Pt、Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成的第一金属膜，所述压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000021
为欧拉角(0°±5°，-90°≤θ≤-70°，0°±5°)，将由所述IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ，将通过所述波长λ进行了归一化的所述第一金属膜的膜厚设为hm/λ(％)，此时，所述第一金属膜的金属以及所述膜厚hm/λ(％)为下述的表1所示的任一组合。
[表1]
第一金属膜的金属 第一金属膜的膜厚hm/λ(％)
Pt 6.5≤hm/λ≤25
Cu 13≤hm/λ≤25
Mo 15.5≤hm/λ≤25
Au 6.5≤hm/λ≤25
W 7.5≤hm/λ≤25
Ta 7≤hm/λ≤25
在本发明的弹性波装置的另一个广泛的方面中，具备：压电基板，由LiNbO3构成；IDT电极，设置在所述压电基板上；以及第一电介质膜，设置在所述压电基板上，使得覆盖所述IDT电极，且由氧化硅构成，所述IDT电极具有由Pt、Cu以及Mo中的一种金属构成的第一金属膜，所述压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000022
为欧拉角(0°±5°，-90°≤θ≤-27.5°，0°±5°)，将由所述IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ，将通过所述波长λ进行了归一化的所述第一金属膜的膜厚设为hm/λ(％)，将通过所述波长λ进行了归一化的所述第一电介质膜的膜厚设为hs/λ(％)，此时，所述第一金属膜的金属、所述膜厚hm/λ(％)、所述膜厚hs/λ(％)以及所述压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000023
中的θ为下述的表2～表9所示的任一组合。
[表2]
Figure GDA0002062330060000031
[表3]
Figure GDA0002062330060000041
[表4]
Figure GDA0002062330060000051
[表5]
Figure GDA0002062330060000061
[表6]
Figure GDA0002062330060000071
[表7]
Figure GDA0002062330060000081
[表8]
Figure GDA0002062330060000091
[表9]
Figure GDA0002062330060000101
在本发明的弹性波装置的另一个特定的方面中，在所述压电基板与所述IDT电极之间设置有由电介质构成的中间膜。在该情况下，能够在抑制无用波的同时调整机电耦合系数。由此，能够调整弹性波装置的相对带宽。
在本发明的弹性波装置的又一个特定的方面中，所述IDT电极具有导电率比所述第一金属膜高的第二金属膜，在所述IDT电极中，在将所述压电基板侧作为下层并将与所述压电基板侧相反侧作为上层时，所述第一金属膜层叠在比所述第二金属膜靠上层。在该情况下，能够更进一步减小第一电介质膜的膜厚对无用波的相对带宽的影响。
在本发明的弹性波装置的再一个特定的方面中，在所述第一电介质膜上设置有第二电介质膜。在该情况下，能够容易地进行频率的调整。
在本发明的弹性波装置的还一个特定的方面中，利用了SH波。在该情况下，能够特别适当地应用本发明。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够进行小型化且能够抑制无用波的弹性波装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图2是本发明的第一实施方式中的IDT电极的电极指的放大主视剖视图。
图3是示出由Pt构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。
图4是示出第一比较例中的由Pt构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图5是示出在本发明的第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图6是示出由Cu构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。
图7是示出由Mo构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。
图8是示出由Au构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。
图9是示出由W构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。
图10是示出由Ta构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。
图11是示出第一比较例中的由Cu构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图12是示出在本发明的第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图13是示出第一比较例中的由Mo构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图14是示出在本发明的第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图15是示出第一比较例中的由Au构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图16是示出在本发明的第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Au构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图17是示出第一比较例中的由W构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图18是示出在本发明的第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由W构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图19是示出第一比较例中的由Ta构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图20是示出在本发明的第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Ta构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图21是本发明的第一实施方式的变形例涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图22是示出本发明的第一实施方式的变形例以及第二比较例中的由Pt构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
图23是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为22.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图24是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为27.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图25是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为32.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图26是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为37.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图27是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为42.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图28是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为47.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图29是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为52.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图30是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为57.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图31是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为62.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图32是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为32.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图33是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为37.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图34是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为42.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图35是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为47.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图36是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为52.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图37是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为57.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图38是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为62.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图39是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为67.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图40是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为72.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图41是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为77.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图42是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为82.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图43是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为87.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图44是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为92.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图45是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为32.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图46是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为37.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图47是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为42.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图48是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为47.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图49是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为52.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图50是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为57.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图51是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为62.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图52是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为67.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图53是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为72.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图54是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为77.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图55是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为82.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图56是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为87.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
图57是示出在本发明的第二实施方式中第一电介质膜的膜厚hs/λ为92.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
具体实施方式
以下，通过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，在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间进行结构的部分置换或组合。
图1是本发明的第一实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。图2是第一实施方式中的IDT电极的电极指的放大主视剖视图。
图1所示的弹性波装置1是利用了SH波的弹性波装置，将瑞利波作为无用波。弹性波装置1具有由LiNbO3构成的压电基板2。压电基板2的欧拉角
Figure GDA0002062330060000161
为欧拉角(0°，-90°≤θ≤-70°，0°)。
在压电基板2上设置有IDT电极3。IDT电极3具有多个电极指3a。在压电基板2上设置有第一电介质膜4，使得覆盖IDT电极3。在本实施方式中，第一电介质膜4由SiO2构成。
另外，关于第一电介质膜4的材料，也能够使用SiO2以外的氧化硅。上述氧化硅并不限于SiO2，用SiOx(x为整数)来表示。
在第一电介质膜4上设置有第二电介质膜5。在本实施方式中，第二电介质膜5由SiN构成。通过具有第二电介质膜5，从而能够容易地进行频率的调整。另外，第二电介质膜5的材料并不限定于上述材料。在第二电介质膜5由SiN以外的材料构成的情况下，例如也能够适当地提高弹性波装置1的耐湿性等。不过，未必一定要设置第二电介质膜5。
如图2所示，在本实施方式中，IDT电极3由层叠有第一电极层3a1～第五电极层3a5的层叠金属膜构成。从压电基板2侧起依次层叠有第一电极层3a1～第五电极层3a5。
在此，第四电极层3a4为本发明中的第一金属膜。IDT电极3只要至少具有作为第一金属膜的第四电极层3a4即可。第一金属膜是IDT电极3中的主电极。另外，在本说明书中，所谓主电极，是在弹性波的激励中支配性的电极层。
图2所示的第一电极层3a1由NiCr构成。第一电极层3a1是IDT电极3中的密接层。通过具有第一电极层3a1，从而能够提高IDT电极3与压电基板2的密接性。第二电极层3a2由Al构成。第二电极层3a2是导电性比上述第一金属膜高的、本发明中的第二金属膜。通过具有第二电极层3a2，从而能够提高IDT电极3的导电性。第三电极层3a3由Ti构成。第三电极层3a3是IDT电极3中的扩散防止层。通过具有第三电极层3a3，从而不易产生第二电极层3a2与第四电极层3a4之间的相互扩散，因此不易产生IDT电极3的电特性的劣化。
第四电极层3a4由Pt、Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成。在此，将由IDT电极3的电极指间距规定的波长设为λ。此时，将第四电极层3a4的通过波长λ进行了归一化的膜厚设为hm/λ(％)。此时，第四电极层3a4的金属的种类以及膜厚hm/λ(％)为下述的表10所示的任一组合。即，在第四电极层3a4由Pt构成的情况下，膜厚hm/λ(％)为6.5％以上且25％以下。在第四电极层3a4由Cu构成的情况下，膜厚hm/λ(％)为13％以上且25％以下。在第四电极层3a4由Mo构成的情况下，膜厚hm/λ(％)为15.5％以上且25％以下。在第四电极层3a4由Au构成的情况下，膜厚hm/λ(％)为6.5％以上且25％以下。在第四电极层3a4由W构成的情况下，膜厚hm/λ(％)为7.5％以上且25％以下。在第四电极层3a4由Ta构成的情况下，膜厚hm/λ(％)为7％以上且25％以下。
[表10]
第一金属膜的金属 第一金属膜的膜厚hm/λ(％)
Pt 6.5≤hm/λ≤25
Cu 13≤hm/λ≤25
Mo 15.5≤hm/λ≤25
Au 6.5≤hm/λ≤25
W 7.5≤hm/λ≤25
Ta 7≤hm/λ≤25
第五电极层3a5由Ti构成。第五电极层3a5是保护层。通过具有第五电极层3a5，从而能够提高IDT电极3的耐湿性等。
本实施方式的特征在于以下的结构。1)压电基板2的欧拉角
Figure GDA0002062330060000171
Figure GDA0002062330060000172
为欧拉角(0°，-90°≤θ≤-70°，0°)。2)IDT电极3的上述第一金属膜的金属的种类以及膜厚hm/λ(％)为表10所示的任一组合。由此，能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。以下对此进行说明。另外，以第一金属膜由Pt构成的情况为例进行说明。
图3是示出由Pt构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。在图3中，菱形的绘制点示出声速，正方形的绘制点示出相对于基准声速的比率。另外，图3的右轴中的所谓基准声速，是第一金属膜的膜厚为3.5％的情况下的声速。
如图3所示，可知第一金属膜的膜厚变得越厚，声速越成为低速。在此，在将声速设为V并将频率设为f时，V＝fλ。在将在弹性波装置中使用的弹性波的频率f设为常数时，若第一金属膜的膜厚变厚而声速V的值变小，则波长λ的值也变小。因而，能够减小IDT电极的电极指间距。在第一实施方式中，在第一金属膜由Pt构成的情况下，第一金属膜的膜厚为6.5％以上，声速成为低速。因此，能够减小电极指间距而将IDT电极小型化，因此能够将弹性波装置小型化。
例如，以往作为第一金属膜的膜厚，有时被设为3.5％左右的膜厚。如图3所示，相对于作为第一金属膜的膜厚为3.5％的情况下的声速的基准声速的比率在第一金属膜的膜厚为6.5％时为0.88。因而，与以往的弹性波装置相比较，能够进行12％以上的大幅的小型化。
另外，在第一实施方式中，第一金属膜的膜厚为25％以下。由此，能够提高生产率。
另一方面，若将IDT电极中的金属膜的膜厚增厚，则有时无用波的相对带宽会变大。使用第一比较例对此进行说明。第一比较例与第一实施方式的不同点在于，压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000181
为欧拉角(0°，-10°，0°)。在下述的图4中，示出第一金属膜由Pt构成的情况下的第一比较例的结果。
图4是示出第一比较例中的由Pt构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。另外，图4所示的无用波为瑞利波。在后述的图5以后的附图中也是同样的。
如图4所示，在第一比较例中，若第一金属膜的膜厚变得比大约3.5％厚，则无用波的相对带宽变大。
相对于此，在第一实施方式中，压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000182
为欧拉角(0°，-90°≤θ≤-70°，0°)。由此，能够减小无用波的相对带宽。在下述的图5中，通过将第一实施方式和第二比较例进行比较，从而对此进行说明。第二比较例与第一实施方式的不同点在于，在第一金属膜由Pt构成的情况下，第一金属膜的膜厚不足6.5％。图5所示的结果是将压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000191
设为欧拉角(0°，-85°，0°)的情况下的结果。另外，在下述中，在使第一电介质膜的膜厚不同的情况下也进行了比较。
图5是示出在第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
在图5中，黑色的菱形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为22.5％的情况下的结果。黑色的正方形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为27.5％的情况下的结果。黑色的三角形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为32.5％的情况下的结果。黑色的长方形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为37.5％的情况下的结果。黑色的圆形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为42.5％的情况下的结果。白色的菱形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为22.5％的情况下的结果。白色的正方形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为27.5％的情况下的结果。白色的三角形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为32.5％的情况下的结果。白色的长方形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为37.5％的情况下的结果。白色的圆形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为42.5％的情况下的结果。
如图5所示，可知在第二比较例中，即使使第一电介质膜的膜厚不同，无用波的相对带宽也大。相对于此，在第一实施方式中，与第一电介质膜的膜厚无关地，能够有效地减小无用波的相对带宽。
可是，在第二比较例中，因为第一金属膜的膜厚薄，所以弹性波装置的大幅的小型化是困难的。图4所示的第一比较例也同样地，弹性波装置的小型化是困难的。例如，与像图3所示的那样在第一比较例中无用波被抑制的、第一金属膜的膜厚为3.5％左右的情况相比，在第一实施方式中能够进行12％以上的大幅的小型化。像这样，在第一实施方式中，能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
以下对在第一实施方式中第一金属膜由Pt以外的Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成的情况进行说明。另外，下述的各第一比较例除了第一金属膜以外具有与图4所示的第一比较例同样的结构。下述的各第二比较例除了第一金属膜以外具有与图5所示的第二比较例同样的结构。
图6是示出由Cu构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。图6的右轴的基准声速是第一金属膜的膜厚为5％时的声速。图7是示出由Mo构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。图7的右轴的基准声速是第一金属膜的膜厚为6％时的声速。图8是示出由Au构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。图8的右轴的基准声速是第一金属膜的膜厚为3.5％时的声速。图9是示出由W构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。图9的右轴的基准声速是第一金属膜的膜厚为3.5％时的声速。图10是示出由Ta构成的第一金属膜的膜厚与声速的关系的图。图10的右轴的基准声速是第一金属膜的膜厚为4％时的声速。在图6～图10中，菱形的绘制点示出声速，正方形的绘制点示出相对于基准声速的比率。
如图6～图10所示，可知即使在第一金属膜由Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成的情况下，也是第一金属膜的膜厚变得越厚，声速越成为低速。因而，与第一金属膜由Pt构成的情况同样地，第一金属膜的膜厚越厚，越能够将弹性波装置做成为小型。
图11是示出第一比较例中的由Cu构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。图12是示出在第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
在图12中，黑色的菱形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为22.5％的情况下的结果。黑色的正方形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为42.5％的情况下的结果。黑色的三角形的绘制点示出在第一实施方式中第一电介质膜的膜厚为82.5％的情况下的结果。白色的菱形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为22.5％的情况下的结果。白色的正方形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为42.5％的情况下的结果。白色的三角形的绘制点示出在第二比较例中第一电介质膜的膜厚为82.5％的情况下的结果。在后述的图14、图16、图18以及图20中也是同样的。
如图11所示，在第一比较例中，若第一金属膜的膜厚变得比大约5％厚，则无用波的相对带宽变大。因此，在第一比较例中，难以兼顾弹性波装置的小型化和无用波的抑制。相对于此，在第一实施方式中，第一金属膜的膜厚为13％以上，因此能够大幅地小型化。
进而，如图12所示，在第一实施方式中，能够减小无用波的相对带宽。另一方面，在第二比较例中，在减小无用波的相对带宽的情况下，需要使第一金属膜的膜厚为大约6％以下，难以将弹性波装置小型化。像这样，在第一实施方式中，即使在第一金属膜由Cu构成的情况下，也能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
图13是示出第一比较例中的由Mo构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。图14是示出在第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
如图13所示，在第一比较例中，若第一金属膜的膜厚变得比大约6％厚，则无用波的相对带宽变大。因此，在第一比较例中，难以兼顾弹性波装置的小型化和无用波的抑制。相对于此，在第一实施方式中，第一金属膜的膜厚为15.5％以上，因此能够大幅地小型化。
进而，如图14所示，在第一实施方式中，能够减小无用波的相对带宽。另一方面，在第二比较例中，在减小无用波的相对带宽的情况下，需要使第一金属膜的膜厚为大约5.5％以下，难以将弹性波装置小型化。像这样，在第一实施方式中，即使在第一金属膜由Mo构成的情况下，也能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
图15是示出第一比较例中的由Au构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。图16是示出在第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Au构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
如图15所示，在第一比较例中，若第一金属膜的膜厚变得比大约3.5％厚，则无用波的相对带宽变大。因此，在第一比较例中，难以兼顾弹性波装置的小型化和无用波的抑制。相对于此，在第一实施方式中，第一金属膜的膜厚为6.5％以上，因此能够大幅地小型化。
进而，如图16所示，在第一实施方式中，与第二比较例相比，能够减小无用波的相对带宽。像这样，在第一实施方式中，即使在第一金属膜由Au构成的情况下，也能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
图17是示出第一比较例中的由W构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。图18是示出在第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由W构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
如图17所示，在第一比较例中，若第一金属膜的膜厚变得比大约3.5％厚，则无用波的相对带宽变大。因此，在第一比较例中，难以兼顾弹性波装置的小型化和无用波的抑制。相对于此，在第一实施方式中，第一金属膜的膜厚为7.5％以上，因此能够大幅地小型化。
进而，如图18所示，在第一实施方式中，与第二比较例相比，能够减小无用波的相对带宽。像这样，在第一实施方式中，即使在第一金属膜由W构成的情况下，也能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
图19是示出第一比较例中的由Ta构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。图20是示出在第一实施方式以及第二比较例中使第一电介质膜的膜厚不同的情况下的、由Ta构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。
如图19所示，在第一比较例中，若第一金属膜的膜厚变得比大约4％厚，则无用波的相对带宽变大。因此，在第一比较例中，难以兼顾弹性波装置的小型化和无用波的抑制。相对于此，在第一实施方式中，第一金属膜的膜厚为7％以上，因此能够大幅地小型化。
进而，如图20所示，在第一实施方式中，与第二比较例相比，能够减小无用波的相对带宽。像这样，在第一实施方式中，即使在第一金属膜由Ta构成的情况下，也能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
像以上那样，在第一实施方式中，即使在第一金属膜由Pt以外的Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成的情况下，也与第一金属膜由Pt构成的情况同样地，能够将弹性波装置小型化，且能够抑制无用波。
进而，即使在第一金属膜由Pt以外的Cu、Mo、Au、W以及Ta中的一种金属构成的情况下，因为第一金属膜的膜厚为25％以下，所以也能够提高生产率。
另外，即使在压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000231
为欧拉角(0°±5°，θ，0°±5°)的情况下，也能够得到与上述同样的效果。在本说明书中，所谓0°±5°，表示是0°±5°的范围内。
图21是第一实施方式的变形例涉及的弹性波装置的主视剖视图。
在第一实施方式的变形例的弹性波装置中，在压电基板2与IDT电极3之间设置有由电介质构成的中间膜16。在本变形例中，中间膜16的膜厚为10nm。另外，中间膜16的膜厚并不限定于上述膜厚。
图22是示出第一实施方式的变形例以及第二比较例中的由Pt构成的第一金属膜的膜厚与无用波的相对带宽的关系的图。在图22中，黑色的菱形的绘制点示出第一实施方式的变形例的结果，白色的菱形的绘制点示出第二比较例的结果。
如图22所示，在第一实施方式的变形例中，也能够抑制无用波。在本变形例中，通过具有中间膜16，从而能够在抑制无用波的同时调整机电耦合系数。由此，还能够调整弹性波装置的相对带宽。
在此，在IDT电极3中，将压电基板2侧作为下层，将与压电基板2侧相反侧作为上层。返回到图2，像第一实施方式那样，作为第一金属膜的第四电极层3a4优选层叠在比作为上述第二金属膜的第一电极层3a1靠上层。由此，能够更进一步减小第一电介质膜4的膜厚对无用波的相对带宽的影响。
以下，对本发明的第二实施方式进行说明。
第二实施方式涉及的弹性波装置与第一实施方式的不同在于，压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000232
IDT电极中的第一金属膜的金属的种类以及膜厚和第一电介质膜的膜厚的组合。除了上述的方面以外，第二实施方式的弹性波装置具有与图1所示的第一实施方式的弹性波装置1同样的结构。
更具体地，在本实施方式中，压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000233
为欧拉角(0°，-90°≤θ≤-27.5°，0°)。IDT电极的第一金属膜由Pt、Cu以及Mo中的一种金属构成。
在此，将通过波长λ进行了归一化的第一电介质膜的膜厚设为hs/λ(％)。此时，第一金属膜的金属的种类以及膜厚hm/λ(％)、第一电介质膜的膜厚hs/λ(％)和压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000241
中的θ为下述的表11～表18所示的任一组合。
在上述的第一实施方式中，第一电介质膜的膜厚对无用波的相对带宽的影响小。在本实施方式中，第一金属膜的膜厚以及压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000242
各自的范围包括第一实施方式中的范围以外的值，将第一电介质膜的膜厚设为下述的表11～表18的范围。由此，能够将弹性波装置小型化，且能够降低无用波。
[表11]
Figure GDA0002062330060000251
[表12]
Figure GDA0002062330060000261
[表13]
Figure GDA0002062330060000271
[表14]
Figure GDA0002062330060000281
[表15]
Figure GDA0002062330060000291
[表16]
Figure GDA0002062330060000301
[表17]
Figure GDA0002062330060000311
[表18]
Figure GDA0002062330060000321
如图3、图6以及图7所示，第一金属膜的膜厚变得越厚，声速越成为低速。在本实施方式中，因为第一金属膜的膜厚为表11～表18的范围，所以与第一实施方式同样地，能够将弹性波装置更进一步小型化。
通过下述的图23～图57具体地示出在本实施方式中能够有效地降低无用波。
图23是示出第一电介质膜的膜厚hs/λ为22.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。同样地，图24～图31是示出第一电介质膜的膜厚hs/λ为27.5％～62.5％时的、由Pt构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
如图23～图31所示，在本实施方式中，在第一金属膜由Pt构成的情况下，能够使无用波的相对带宽为0.1％以下。像这样，能够有效地抑制无用波。
图32是示出第一电介质膜的膜厚hs/λ为32.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。同样地，图33～图44是示出第一电介质膜的膜厚hs/λ为37.5％～92.5％时的、由Cu构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
如图32～图44所示，在本实施方式中，即使在第一金属膜由Cu构成的情况下，也能够使无用波的相对带宽为0.1％以下。像这样，能够有效地抑制无用波。
图45是示出第一电介质膜的膜厚为32.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。同样地，图46～图57是示出第一电介质膜的膜厚hs/λ为37.5％～92.5％时的、由Mo构成的第一金属膜的膜厚以及欧拉角(0°，θ，0°)中的θ与无用波的相对带宽的关系的图。
如图45～图57所示，在本实施方式中，即使在第一金属膜由Mo构成的情况下，也能够使无用波的相对带宽为0.1％以下。像这样，能够有效地抑制无用波。
另外，即使在压电基板的欧拉角
Figure GDA0002062330060000331
为欧拉角(0°±5°，θ，0°±5°)的情况下，也能够获得与上述同样的效果。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：压电基板；
3：IDT电极；
3a：电极指；
3a1～3a5：第一电极层～第五电极层；
4、5：第一电介质膜、第二电介质膜；
16：中间膜。

Claims (3)

1.一种弹性波装置，具备：
压电基板，由LiNbO3构成；
IDT电极，设置在所述压电基板上；以及
第一电介质膜，设置在所述压电基板上，使得覆盖所述IDT电极，且由氧化硅构成，
所述IDT电极具有由Pt、Cu以及Mo中的一种金属构成的第一金属膜，
所述压电基板的欧拉角
Figure FDA0004092121820000011
为欧拉角(0°±5°，-90°≤θ≤-27.5°，0°±5°)，
将由所述IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ，将通过所述波长λ进行了归一化的所述第一金属膜的膜厚设为hm/λ，将通过所述波长λ进行了归一化的所述第一电介质膜的膜厚设为hs/λ，其中，所述膜厚hm/λ以及所述膜厚hs/λ的单位为％，此时，所述第一金属膜的金属、所述膜厚hm/λ、所述膜厚hs/λ以及所述压电基板的欧拉角
Figure FDA0004092121820000012
中的θ为下述的表2～表9所示的任一组合，
[表2]
Figure FDA0004092121820000021
[表3]
Figure FDA0004092121820000031
[表4]
Figure FDA0004092121820000041
[表5]
Figure FDA0004092121820000051
[表6]
Figure FDA0004092121820000061
[表7]
Figure FDA0004092121820000071
[表8]
Figure FDA0004092121820000081
[表9]
Figure FDA0004092121820000091
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述第一电介质膜上设置有第二电介质膜。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
利用了SH波。
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