CN110582938A - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用了板波S0模式且低损耗的弹性波装置。一种弹性波装置(1)，具备：压电体(5)，直接或间接地设置在支承基板(2)上，由铌酸锂构成；以及IDT电极(6)，直接或间接地设置在压电体(5)上，在将由IDT电极(6)的电极指间距决定的弹性波的波长设为λ时，压电体(5)的厚度为1λ以下，利用了在压电体(5)中传播的板波S0模式，所述铌酸锂的欧拉角为(0°±10°，θ，90°±10°)，其中，θ为0°以上且180°以下。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及利用了板波SO模式的弹性波的弹性波装置。
背景技术
在下述的专利文献1公开了利用了板波的弹性波装置。在专利文献1记载的弹性波装置中，在支承基板上隔着声反射层层叠有薄的压电体。在压电体上设置有IDT电极。在专利文献1中记载了：在作为压电体而使用铌酸锂并作为板波而使用SO模式的情况下，优选将铌酸锂的欧拉角设为(90°，90°，25°～40°)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：WO2012/086441 A1
发明内容
发明要解决的课题
在像专利文献1记载的那样的利用了板波SO模式的弹性波的弹性波装置中，在将欧拉角设为(90°，90°，25°～40°)的情况下，由于能流角的影响，有时损耗会变大。
本发明的目的在于，在利用了板波SO模式的弹性波的弹性波装置中减小损耗。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置具备：支承基板；压电体，直接或间接地设置在所述支承基板上，由铌酸锂构成；以及IDT电极，直接或间接地设置在所述压电体上，利用了在所述压电体传播的板波SO模式，在将由所述IDT电极的电极指间距决定的弹性波的波长设为λ时，所述压电体的厚度为1λ以下，所述铌酸锂的欧拉角为(0°±10°，θ，90°±10°)，所述欧拉角的θ在0°以上且180°以下的范围内。
在本发明涉及的弹性波装置中，优选地，所述欧拉角的θ为7°以上且66°以下的范围内。在该情况下，能够增大板波SO模式的机电耦合系数。
在本发明涉及的弹性波装置中，优选地，将用所述弹性波的波长λ对所述压电体的厚度进行了归一化的厚度设为TLN，将用所述弹性波的波长λ对所述IDT电极的膜厚进行了归一化的厚度设为T，将构成所述IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成所述IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，T×r满足下述的式(1)。
T×r≥0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 式(1)
在该情况下，能够使杂散的位置偏移到所需的频带之外。
在本发明涉及的弹性波装置中，优选地，所述欧拉角的θ在67°以上且104°以下的范围内。在该情况下，能够减小成为杂散的模式的机电耦合系数。
在本发明中，优选地，将用所述弹性波的波长λ对所述压电体的厚度进行了归一化的厚度设为TLN，将用所述弹性波的波长λ对所述IDT电极的膜厚进行了归一化的厚度设为T，将构成所述IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成所述IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，T×r满足下述的式(2)。
T×r≥0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248 式(2)
在该情况下，能够使杂散的位置偏移到所需的频带之外。
在本发明涉及的弹性波装置中，优选地，所述欧拉角的θ在116°以上且137°以下的范围内。在该情况下，能够提高板波SO模式的机电耦合系数。
在本发明中，优选地，将用所述弹性波的波长λ对所述压电体的厚度进行了归一化的厚度设为TLN，将用所述弹性波的波长λ对所述IDT电极的膜厚进行了归一化的厚度设为T，将构成所述IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成所述IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，T×r满足下述的式(3)。
T×r≥0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110 式(3)
在该情况下，能够使杂散的位置偏移到所需的频带之外。
在本发明涉及的弹性波装置中，只要对压电体进行支承而使得将板波SO模式封闭在压电体，压电体的支承构造就没有特别限定。
在本发明涉及的弹性波装置的某个特定的方面中，在俯视的情况下，所述支承基板与所述压电体之间在设置有所述IDT电极的位置具有空洞。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，所述支承基板由传播的体波(bulk wave)的声速与在所述压电体传播的弹性波的声速相比为高声速的高声速材料构成。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，还具备：由高声速材料构成的层，层叠在所述支承基板与所述压电体之间，所述高声速材料传播的体波的声速与在所述压电体传播的弹性波的声速相比为高声速。
在本发明涉及的弹性波装置的另一个特定的方面中，还具备：低声速材料层，层叠在所述高声速材料与所述压电体之间，传播的体波的声速比在所述压电体传播的弹性波低。
在本发明涉及的弹性波装置的又一个特定的方面中，还具备：声反射层，设置在所述支承基板与所述压电体之间，支承所述压电体，所述声反射层具有声阻抗相对低的低声阻抗层和声阻抗相对高的高声阻抗层。
发明效果
根据本发明，在利用了板波SO模式的弹性波的弹性波装置中，能够减小损耗。
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是用于说明在压电体传播的板波SO模式的示意图。
图3是示出实施例1的欧拉角的θ与能流角PFA的关系的图。
图4是示出比较例1的欧拉角的ψ与能流角PFA的关系的图。
图5是示出实施例1的欧拉角的θ与板波SO模式以及成为杂散的模式的机电耦合系数的关系的图。
图6是示出实施例2的弹性波装置的谐振特性的图。
图7是示出实施例3的弹性波装置的谐振特性的图。
图8是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，30°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.10λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa处的声速的关系的图。
图9是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，30°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.20λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa处的声速的关系的图。
图10是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，30°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.30λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa处的声速的关系的图。
图11是示出反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的铌酸锂膜厚与Al膜厚的关系的图。
图12是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，90°，90°)且Al膜厚为0.03λ的情况下的实施例4的谐振特性的图。
图13是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，90°，90°)且Al膜厚为0.005λ的情况下的实施例5的谐振特性的图。
图14是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，90°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.20λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa的声速的关系的图。
图15是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，90°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.30λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa的声速的关系的图。
图16是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，90°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.35λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa的声速的关系的图。
图17是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，90°，90°)的情况下的反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的铌酸锂膜厚和Al膜厚的关系的图。
图18是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，125°，90°)且Al膜厚为0.04λ的实施例6的谐振特性的图。
图19是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，125°，90°)且Al膜厚为0.01λ的实施例7的谐振特性的图。
图20是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，125°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.10λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa的声速的关系的图。
图21是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，125°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.20λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa的声速的关系的图。
图22是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，125°，90°)且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.30λ的情况下的Al膜厚与谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa的声速的关系的图。
图23是示出铌酸锂的欧拉角为(0°，125°，90°)的情况下的反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的铌酸锂膜厚和Al膜厚的关系的图。
图24是示出声反射层中的层叠数为3层的情况下的谐振特性的图。
图25是示出声反射层中的层叠数为4层的情况下的谐振特性的图。
图26是示出声反射层中的层叠数为7层的情况下的谐振特性的图。
图27是示出声反射层中的层叠数与阻抗比的关系的图。
图28是用于说明本发明的第二实施方式涉及的弹性波装置的示意性主视剖视图。
图29是本发明的第三实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
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，由此明确本发明。
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。
(第一实施方式)
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。在弹性波装置1中，在支承基板2上间接地层叠有压电体5。另外，压电体5也可以直接层叠在支承基板2上。在压电体5上设置有IDT电极6以及反射器7、8。虽然IDT电极6以及反射器7、8直接层叠在压电体5上，但是也可以间接地层叠在压电体5上。反射器7、8设置在IDT电极6中的弹性波传播方向两侧。由此，构成单端口型的弹性波谐振器。
将由IDT电极6的电极指间距决定的波长设为λ。压电体5由铌酸锂构成，其厚度为1λ以下。弹性波装置1利用了在该薄的压电体5传播的板波SO模式。在本实施方式的弹性波装置1中，构成压电体5的铌酸锂的欧拉角为(0°，θ，90°)。
另外，在此，所谓板波，是在将被激励的板波的波长设为λ的情况下在膜厚为1λ以下的压电薄板激励的各种波的总称。只要波集中在压电薄板，则用于封闭波的方法无关紧要。即，也可以具有在压电薄板的下方具有空洞的所谓的隔膜型(membrane type)的支承构造。此外，也可以是在压电薄板附近存在反射板波的层的构造，例如，也可以是如专利文献1所示的存在声反射层的构造、通过配置体波的声速比板波的声速高的介质即后述的高声速材料而使弹性波全反射的构造。
图2是用于说明在压电体5传播的板波SO模式的示意图。在板波SO模式下，在压电体5中，位移的主分量为如用箭头所示地与弹性波的传播方向平行的方向，且在压电体5的厚度方向上不具有波节。
另外，在本申请中使用的铌酸锂中，板波SO模式在声速为6000～7000m/s附近被激励。在此，所谓声速，可用激励弹性波的频率与弹性波的波长之积来表示。所谓激励弹性波的频率，是指弹性波装置工作的频率。所谓弹性波装置工作的频率，例如，在带通型的滤波器(Band-pass Filter，带通滤波器)的情况下为成为通带的频率，在弹性波阻止型的滤波器(Band-elimination Filter，带阻滤波器)的情况下为成为阻带的频率，在弹性波谐振器的情况下成为谐振频率。
此外，所谓弹性波的波长，是由在弹性波装置中形成在压电体5的表面的IDT电极的电极指间距决定的长度。即，与不同的电位连接的相邻的电极指间的中心间距离成为λ/2。因而，λ成为与同电位连接的最靠近的电极指间的中心间距离。在一个IDT电极内电极指的间距变化的情况下，考虑该IDT电极内的间距的平均来决定λ。
另外，如果在弹性波装置中使用的压电体5为铌酸锂且由上述求出的激励弹性波的频率与弹性波的波长之积为6000～7000m/s，则可认为该弹性波装置使用了板波SO模式。
支承构造4构成为将板波SO模式封闭在压电体5。在本实施方式中，支承构造4具有支承基板2和层叠在支承基板2上的声反射层3。在声反射层3上设置有压电体5。声反射层3具有声阻抗相对低的低声阻抗层3a、3c、3e和声阻抗相对高的高声阻抗层3b、3d。低声阻抗层3a、3c、3e和高声阻抗层3b、3d在厚度方向上交替地层叠。
在本实施方式中，低声阻抗层3a、3c、3e由SiO2(氧化硅)构成。高声阻抗层3b、3d由Pt(铂)构成。不过，低声阻抗层3a、3c、3e以及高声阻抗层3b、3d的材料并不限定于此，只要满足上述声阻抗的相对的大小关系，就能够使用适当的材料。
另外，支承基板2由Si(硅)构成。关于支承基板2，也是只要能够支承上述声反射层3，就能够使用适当的材料来构成。
(第二实施方式)
参照图28对第二实施方式的弹性波装置进行说明。在图28所示的第二实施方式的弹性波装置11中，在支承基板4A设置有空洞11a。压电体5被支承基板4A支承，使得在上述压电体5的下方存在空洞11a。因此，因为在压电体5的下方设置有空洞11a，所以在压电体5中激励的板波SO模式被封闭在压电体5。
(第三实施方式)
在图29所示的第三实施方式的弹性波装置21中，支承基板4B由传播的体波的声速与在压电体5传播的弹性波的声速相比为高声速的高声速材料层构成。像这样，在使用了由高声速材料层构成的支承基板4B的情况下，能够将板波SO模式封闭在压电体5而使其能量集中在压电体5内。
虽然在弹性波装置21中支承基板4B由高声速材料构成，但是也可以像在图29用虚线示出的那样，在压电体5与高声速材料之间设置低声速材料层22。所谓低声速材料层22，是由传播的体波的声速与板波SO模式的声速相比为低速的低声速材料构成的层。
此外，也可以在支承基板4B与低声速材料层22之间进一步设置在图29用单点划线示出的高声速材料层23。在该情况下，支承基板4B也可以由高声速材料以外的材料构成。
上述高声速材料、低声速材料只要满足上述声速关系就没有特别限定。例如，能够由SiO2、SiON等电介质形成低声速材料层。此外，关于高声速材料层，能够使用Al2O3、SiN、AlN、SiC、类金刚石碳、金刚石等电介质、金属或半导体等形成。
进而，对于多个低声速材料层和多个高声速材料层，也可以将各层交替地层叠。即，对于低声速材料层以及高声速材料层的层叠数也没有特别限定。
(实施例1以及比较例1)
像以下那样，制作作为第一实施方式的实施例的实施例1和比较例1的弹性波装置，并求出了能流角。
在此，利用某个传播角ψ下的弹性波的相速度Vψ、以及从ψ偏离了微小的角度δ(rad)的量的角度ψ-δ、ψ+δ下的弹性波的相速度Vψ-δ、Vψ+δ，通过以下的式子求出了任意的欧拉角下的能流角PFA。
PFA＝tan-1((Vψ+δ-Vψ-δ)/(2×Vψ×δ))
在实施例1中，由Al构成IDT电极，并将Al膜厚设为0.05λ。IDT电极的占空比设为0.50。压电体5的厚度设为0.2λ。低声阻抗层3a、3c、3e的厚度设为0.14λ，高声阻抗层3b、3d的厚度设为0.09λ。在实施例1中，将欧拉角的(0°，θ，90°)中的θ设为0°、30°、60°、90°、120°、150°或180°，制作了多种弹性波装置。将该弹性波装置中的欧拉角的θ与能流角PFA的关系示于图3。如图3所示，在欧拉角(0°，θ，90°)下，与θ的值如何无关，能流角均为0°。
作为比较例1，将铌酸锂的欧拉角设为(90°，90°，ψ)，使ψ在25°以上且44°以下的范围变化，其它与实施例1同样地制作了多个弹性波装置。将该比较例1中的欧拉角的ψ与能流角PFA的关系示于图4。根据图4可明确，在比较例1中，在ψ＝37°附近，能流角PFA成为0°。然而，在除此以外的区域中，能流角PFA的绝对值变大。因此，在比较例1的弹性波装置中，在ψ＝37°以外的情况下，能流角PFA未成为0°。因此，弹性波的能量传播的方向会偏离与IDT电极的电极指正交的方向，因此损耗会增大。相对于此，在实施例1中，如前所述，可知在欧拉角(0°，θ，90°)下，在θ为任何值的情况下，能流角PFA均成为0°。因此，可知弹性波的能量传播的方向与和IDT电极的电极指正交的方向一致，因此能够减小损耗。
图5是示出在能够减小损耗的实施例1的弹性波装置中欧拉角的θ、板波SO模式的机电耦合系数、以及在附近产生并成为杂散的模式的机电耦合系数的关系的图。
另外，机电耦合系数K2使用以下的式(A)求出。在式(A)中，Fr示出谐振频率，Fa示出反谐振频率。
K2＝(π/2)(Fr/Fa){Cot(π/2·(Fr/Fa)} 式(A)
最好是如下的欧拉角的θ的范围，即，板波SO模式的机电耦合系数大，成为杂散的模式的机电耦合系数小。作为这样的θ的范围，根据图5可列举以下的范围。即，优选地，欧拉角的θ优选为7°以上且66°以下或116°以上且137°以下的范围内。在该情况下，能够使板波SO模式的机电耦合系数K2为7.5％以上。若使用式(A)求出谐振频率Fr和反谐振频率Fa，并由此求出谐振器的相对带宽：(Fa-Fr)/Fr(％)，则7.5％的K2相当于谐振器的相对带宽为3.2％。使用某个谐振器能够制作的滤波器的相对带宽与谐振器的相对带宽大致一致，因此，若使用K2为7.5％的谐振器，则能够制作与相对带宽为3.1％的LTE-Band2相比为宽带的频段的滤波器。更优选地，欧拉角的θ为11°以上且59°以下的范围内。在该情况下，能够使机电耦合系数K2为10％以上。10％的K2相当于谐振器的相对带宽为4.4％。因此，若使用该谐振器，则能够制作与相对带宽为4.2％的LTE-Band3相比为宽带的频段的滤波器。进一步优选地，欧拉角的θ为21°以上且44°以下的范围内。在该情况下，能够使板波SO模式的机电耦合系数K2为15％以上。15％的K2相当于谐振器的相对带宽为6.9％。因此，若使用该谐振器，则能够制作与相对带宽为6.2％的LTE-Band28相比为宽带的频段的滤波器。
另一方面，为了减小成为杂散的模式的机电耦合系数，欧拉角的θ优选为67°以上且104°以下的范围。在该情况下，能够使成为杂散的模式的机电耦合系数K2为1.0％以下，能够充分地减小杂散的大小。更优选地，欧拉角的θ为73°以上且96°以下的范围。在该情况下，能够使成为杂散的模式的机电耦合系数K2为0.5％以下，能够更进一步减小杂散的大小。
(实施例2以及实施例3)
除了将实施例1的弹性波装置中的铌酸锂的欧拉角设为(0°，30°，90°)并将构成IDT电极6的Al(铝)的膜厚设为0.06λ以外，与实施例1同样地得到了作为第一实施方式的实施例的实施例2的弹性波装置。
作为实施例3，得到了除了将Al膜厚设为0.02λ以外与上述实施例2同样的弹性波装置。
图6是示出实施例2的弹性波装置的谐振特性的图，图7是示出实施例3的弹性波装置的谐振特性的图。
在实施例2以及实施例3的各弹性波装置中，铌酸锂的欧拉角为(0°，30°，90°)。因此，在实施例2、实施例3的弹性波装置中，与实施例1的弹性波装置同样地，板波SO模式的机电耦合系数大。因而，在使用了实施例2以及实施例3的弹性波装置的情况下，也能够制作宽带带通型滤波器。
不过，根据图7可明确，在实施例3中，在谐振频率与反谐振频率之间出现了杂散。相对于此，如图6所示，在实施例2中，该杂散向比反谐振频率高的频率侧偏移。即，在作为谐振频率与反谐振频率之间的频带的频带内并未出现杂散。因而，根据实施例2，与实施例3相比，能够得到更加良好的谐振特性。
本申请的发明人对该杂散进行了精心研究，结果得知，该杂散是由于在压电体5中的对称性被破坏的情况下IDT电极的开路(open)时和短路(short)时的阻带上端的频率不一致而产生的。因此，通过提高每一根电极指的反射系数并扩大阻带的宽度，从而能够使杂散向比反谐振频率高的频率侧偏移。本申请的发明人对这一点进行了研究，结果发现，只要将IDT电极6的膜厚增厚并使构成压电体5的铌酸锂膜厚变薄，就能够提高每一根电极指的反射系数而使上述杂散向高频率侧偏移。
将在使用了欧拉角为(0°，30°，90°)的铌酸锂的实施例2的构造中使Al膜厚以及由铌酸锂构成的压电体的厚度变化的情况下的谐振频率Fr、阻带上端的频率SB以及反谐振频率Fa和声速的变化示于图8～图10。图8是使用欧拉角为(0°，30°，90°)的铌酸锂且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.10λ的情况下的结果。图9是使用欧拉角为(0°，30°，90°)的铌酸锂且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.20λ的情况下的结果。图10是使用欧拉角为(0°，30°，90°)的铌酸锂且由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.30λ的情况下的结果。
根据图8，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.020λ。此外，在图9中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.037λ。在图10中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.0555λ。
图11是示出如图8～图10所示地反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的铌酸锂膜厚和Al膜厚的关系的图。
根据图11可明确，在将Al膜厚设为y(λ)并将铌酸锂膜厚设为x(λ)的情况下，如果在用y＝0.1821x2+0.1055x+0.0082表示的曲线上，则反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致。因此，若用TAl表示y并用TLN表示x，则上述曲线可用下述的式(4)表示。
TAl＝0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 式(4)
因此，如上所述，只要将IDT电极6的膜厚增厚并使构成压电体5的铌酸锂膜厚变薄，就能够提高每一根电极指的反射系数而使上述杂散向高频率侧偏移，因此，只要使Al膜厚比用上述式(4)表示的TAl厚，就能够减小杂散的影响。
每一根电极指的反射系数与由电极造成的质量负荷大致成比例。因此，在使用密度比Al高的金属形成IDT电极的情况下，与用Al形成了IDT电极的情况相比，用于得到相同的反射系数的电极膜厚变薄。将利用上述波长λ进行了归一化的IDT电极的膜厚设为T，将构成IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，变得只要满足下述的式(5)即可。
T×r≥0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 式(5)
因而，在本发明中，优选满足上述式(5)。由此，能够更进一步降低杂散的影响。
(实施例4以及实施例5)
在实施例4中，除了使弹性波装置的参数像以下那样以外，与实施例1同样地制作了弹性波装置。
压电体5：铌酸锂、欧拉角为(0°，90°，90°)
构成IDT电极6的Al膜厚＝0.03λ
占空比＝0.50
压电体5的厚度＝0.2λ
关于声反射层，与实施例1同样地，作为低声阻抗层3a、3c、3e而使用了厚度为0.14λ的SiO2膜。作为高声阻抗层3b、3d，使用了厚度为0.09λ的Pt膜。支承基板2设为Si。
为了比较，除了Al膜厚为0.005λ以外，与实施例4同样地得到了实施例5的弹性波装置。
图12是示出实施例4的弹性波装置的谐振特性的图。图13是示出实施例5的谐振特性的图。
根据图13可明确，在实施例5中，在谐振频率与反谐振频率之间出现了杂散。相对于此，在实施例4中，如图12所示，该杂散位于比反谐振频率靠高频率侧。
在实施例4中，也将铌酸锂的欧拉角固定为(0°，90°，90°)，使Al膜厚以及由铌酸锂构成的压电体的厚度变化，制作了各种各样的弹性波装置。求出了这些弹性波装置中的谐振频率Fr、反谐振频率Fa以及阻带上端的频率SB处的声速。图14示出由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.20λ的情况下的结果。图15示出由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.30λ的情况下的结果。图16示出由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.35λ的情况下的结果。在图14中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.0065λ。在图15中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.0125λ。在图16中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.023λ。通过绘制这些结果，从而代替为图17所示的曲线。在图17中，示出在实施例4中，即，使用了欧拉角为(0°，90°，90°)的铌酸锂的情况下的反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的铌酸锂膜厚和Al膜厚的关系。在将铌酸锂膜厚设为x(λ)并将Al膜厚设为y(λ)时，图17所示的曲线可用y＝0.5902x2-0.2133x+0.0248来表示。
因此，在将Al膜厚设为TAl并将铌酸锂的膜厚设为TLN的情况下，上述曲线可用TAl＝0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248来表示。
因此，如上所述，只要将IDT电极6的膜厚增厚并使构成压电体5的铌酸锂膜厚变薄，就能够提高每一根电极指的反射系数而使上述杂散向高频率侧偏移，因此只要使Al膜厚比用式(6)表示的TAl厚，就能够减小杂散的影响。
每一根电极指的反射系数与由电极造成的质量负荷大致成比例。因此，在使用密度比Al高的金属形成IDT电极的情况下，与用Al形成了IDT电极的情况相比，用于得到相同的反射系数的电极膜厚变薄。将利用上述波长λ进行了归一化的IDT电极的膜厚设为T，将构成IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，变得只要满足下述的式(6)即可。
T×r≥0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248 式(6)
由此，能够更进一步减小杂散的影响。
(实施例6以及实施例7)
在实施例6中，除了使弹性波装置的参数像以下那样以外，与实施例1同样地制作了弹性波装置。
压电体5：铌酸锂、欧拉角为(0°，125°，90°)
构成IDT电极6的Al膜厚＝0.04λ
占空比＝0.50
压电体5的厚度＝0.2λ
关于声反射层，与实施例1同样地，作为低声阻抗层3a、3c、3e而使用了厚度为0.14λ的SiO2膜。作为高声阻抗层3b、3d，使用了厚度为0.09λ的Pt膜。支承基板2设为Si。
除了Al膜厚为0.01λ以外，与实施例6同样地得到了实施例7的弹性波装置。
图18是示出实施例6的弹性波装置的谐振特性的图。图19是示出实施例7的谐振特性的图。
根据图19可明确，在实施例7中，在谐振频率与反谐振频率之间出现了杂散。相对于此，在实施例6中，如图18所示，该杂散位于比反谐振频率靠高频率侧。
在实施例6中，也将铌酸锂的欧拉角固定为(0°，125°，90°)，使Al膜厚以及由铌酸锂构成的压电体的厚度变化，制作了各种各样的弹性波装置。求出了这些弹性波装置中的谐振频率Fr、反谐振频率Fa以及阻带上端的频率SB处的声速。图20示出由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.10λ的情况下的结果。图21示出由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.20λ的情况下的结果。图22示出由铌酸锂构成的压电体的厚度为0.30λ的情况下的结果。在图20中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.0080λ。在图21中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.0198λ。在图22中，反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的Al膜厚为0.041λ。通过绘制这些结果，代替为图23所示的曲线。在图23中，示出在实施例6中，即，使用了欧拉角为(0°，125°，90°)的铌酸锂的情况下的反谐振频率Fa与阻带上端的频率SB一致的铌酸锂膜厚和Al膜厚的关系。在将铌酸锂膜厚设为x(λ)并将Al膜厚设为y(λ)时，图23所示的曲线可用y＝0.6307x2-0.0858x+0.0110来表示。
因此，在将Al膜厚设为TAl并将铌酸锂的膜厚设为TLN的情况下，上述曲线可用TAl＝0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110来表示。
因此，如上所述，只要将IDT电极6的膜厚增厚并使构成压电体5的铌酸锂膜厚变薄，就能够提高每一根电极指的反射系数而使上述杂散向高频率侧偏移，因此，只要使Al膜厚比用式(7)表示的TAl厚，就能够减小杂散的影响。
每一根电极指的反射系数与由电极造成的质量负荷大致成比例。因此，在使用密度比Al高的金属形成IDT电极的情况下，与用Al形成了IDT电极的情况相比，用于得到相同的反射系数的电极膜厚变薄。将利用上述波长λ进行了归一化的IDT电极的膜厚设为T，将构成IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，变得只要满足下述的式(7)即可。
T×r≥0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110 式(7)
由此，能够减小杂散的影响。
(实施例8)
在第一实施方式的弹性波装置1中，使设计参数如下而制作了实施例8的弹性波装置。在此，使声反射层3的层叠数变化。
压电体5：铌酸锂、欧拉角为(0°，30°，90°)
由Al构成的IDT电极6的厚度＝0.06λ
占空比＝0.50
压电体5的厚度＝0.2λ
支承基板＝Si
在声反射层中，交替地层叠了由SiO2构成的厚度为0.14λ的低声阻抗层和厚度为0.09λ的由Pt构成的高声阻抗层。另外，将层叠数设为了3层、4层或7层。在3层的层叠构造中，从压电体5侧起依次层叠了低声阻抗层、高声阻抗层以及低声阻抗层。在4层构造中，从压电体5侧起按低声阻抗层、高声阻抗层、低声阻抗层以及高声阻抗层的顺序进行了层叠。在7层中，从压电体5侧起按低声阻抗层、高声阻抗层、低声阻抗层、高声阻抗层、低声阻抗层、高声阻抗层、低声阻抗层的顺序进行了层叠。
图24是示出声反射层中的层叠数为3层的弹性波装置的谐振特性的图。图25是示出声反射层中的层叠数为4层的弹性波装置的谐振特性的图。图26是示出声反射层为7层的弹性波装置的谐振特性的图。
对比图24～图26可明确，在声反射层为3层的情况下，谐振频率以及反谐振频率处的阻抗曲线钝。相对于此，在声反射层为4层以上的情况下，谐振频率以及反谐振频率处的阻抗的峰变尖锐。
图27是示出声反射层中的层叠数与阻抗比的关系的图。可知，阻抗比，即，反谐振频率处的阻抗相对于谐振频率处的阻抗之比在4层以上的情况下变大。因此，优选地，声反射层的层叠数最好为4层以上。由此，板波SO模式的弹性波在声反射层被充分地反射，可认为板波SO模式被有效地封闭在压电体5。
另外，虽然在上述实施例1～实施例8中对是单端口型弹性波谐振器的情况进行了说明，但是本发明并不限于单端口型弹性波谐振器，也能够应用于纵向耦合谐振器等其它弹性波装置。
另外，本发明中的LiNbO3的欧拉角只要在晶体学上等效即可。例如，根据文献(日本音响学会志36卷3号、1980年、140～145页)，LiNbO3是属于三方晶系3m点群的晶体，因此下述的式子成立。
F(φ，θ，φ)＝F(60°+φ，-θ，φ)
＝F(60°-φ，-θ，180°-φ)
＝F(φ，180°+θ，180°-φ)
＝F(φ，θ，180°+φ)
在此，F为机电耦合系数、传播损耗、TCF、PFA等任意的弹性波特性。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：支承基板；
3：声反射层；
3a、3c、3e：低声阻抗层；
3b、3d：高声阻抗层；
4：支承构造；
4A、4B：支承基板；
5：压电体；
6：IDT电极；
7、8：反射器；
11、21：弹性波装置；
11a：空洞；
22：低声速材料层；
23：高声速材料层。

Claims (12)

1.一种弹性波装置，具备：
支承基板；
压电体，直接或间接地设置在所述支承基板上，由铌酸锂构成；以及
IDT电极，直接或间接地设置在所述压电体上，
利用了在所述压电体传播的板波SO模式，
在将由所述IDT电极的电极指间距决定的弹性波的波长设为λ时，所述压电体的厚度为1λ以下，
所述铌酸锂的欧拉角为(0°±10°，θ，90°±10°)，
所述欧拉角的θ在0°以上且180°以下的范围内。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述欧拉角的θ在7°以上且66°以下的范围内。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
将用所述弹性波的波长λ对所述压电体的厚度进行了归一化的厚度设为TLN，将用所述弹性波的波长λ对所述IDT电极的膜厚进行了归一化的厚度设为T，将构成所述IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成所述IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，T×r满足下述的式(1)，
T×r≥0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 式(1)。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述欧拉角的θ在67°以上且104°以下的范围内。
5.根据权利要求4所述的弹性波装置，其中，
将用所述弹性波的波长λ对所述压电体的厚度进行了归一化的厚度设为TLN，将用所述弹性波的波长λ对所述IDT电极的膜厚进行了归一化的厚度设为T，将构成所述IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成所述IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，T×r满足下述的式(2)，
T×r≥0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248 式(2)。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述欧拉角的θ在116°以上且137°以下的范围内。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
将用所述弹性波的波长λ对所述压电体的厚度进行了归一化的厚度设为TLN，将用所述弹性波的波长λ对所述IDT电极的膜厚进行了归一化的厚度设为T，将构成所述IDT电极的金属的密度设为ρ，将Al的密度设为ρAl，将构成所述IDT电极的金属与Al的密度比设为r＝ρ/ρAl，在该情况下，T×r满足下述的式(3)，
T×r≥0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110 式(3)。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在俯视的情况下，所述支承基板与所述压电体之间在设置有所述IDT电极的位置具有空洞。
9.根据权利要求1～7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述支承基板由传播的体波的声速与在所述压电体传播的弹性波的声速相比为高声速的高声速材料构成。
10.根据权利要求1～7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：由高声速材料构成的层，层叠在所述支承基板与所述压电体之间，所述高声速材料传播的体波的声速与在所述压电体传播的弹性波的声速相比为高声速。
11.根据权利要求9或10所述的弹性波装置，其中，
还具备：低声速材料层，层叠在所述高声速材料与所述压电体之间，传播的体波的声速比在所述压电体传播的弹性波低。
12.根据权利要求1～7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：声反射层，设置在所述支承基板与所述压电体之间，支承所述压电体，
所述声反射层具有声阻抗相对低的低声阻抗层和所述声阻抗相对高的高声阻抗层。
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