CN113872562A - 表面声波元件 - Google Patents

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CN113872562A CN202110565038.3A CN202110565038A CN113872562A CN 113872562 A CN113872562 A CN 113872562A CN 202110565038 A CN202110565038 A CN 202110565038A CN 113872562 A CN113872562 A CN 113872562A
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Abstract

本发明提供一种降低声的损耗、Q值更高的表面声波元件。表面声波元件包括：压电基板(11)；以及一对IDT电极，设置有形成于所述压电基板(11)的上表面的一对汇流条(2a、2b)、以及从这些汇流条(2a、2b)呈梳齿状伸出的多个电极指(3a、3b)，其中，电极指(3a、3b)未交叉的非交叉区域(RB)中的电极指(3a、3b)的厚度，比交叉区域(ZAB)中的所述电极指(3a、3b)的厚度小。

Description

表面声波元件
技术领域
本发明涉及一种将频率信号转换为表面声波的表面声波元件(surface acousticwave device)。
背景技术
以无线通信为用途，正在开发用于构成在宽频带具有陡峭的迁移特性的滤波器或双工器(duplexer)的共振器。例如，已知使用LiNbO3作为压电基板，在压电基板的表面设置了包含氧化硅等的温度补偿膜的温度补偿表面声波(Temperature Compensated-SurfaceAcoustic Wave，TC-SAW)元件的伴随温度变化的特性的变动小，而获得比较高的Q值。
另一方面，为了应对持续增大的通信流量，双工器或滤波器要求在更宽频带具有陡峭的迁移特性、且低损耗的特性。为了满足此种要求，构成共振器的SAW的Q值是重要的指标之一，进行了用于改善这一指标的各种各样的研究。
在专利文献1中记载了以下电声转换器：关于相向地配置的两个汇流条间的区域，沿着汇流条延伸的方向，设置了电极指交错的中央激发区域、及其两旁的内缘区域、以及两旁的外缘区域这五个区域。所述电声转换器成为以下结构：通过将位于内缘区域的电极指的宽度增大或缩小等，在Q值高且杂散(spurious)少的活塞模式下运行。
另外，在引用文献2中记载了以下弹性波装置：将作为IDT电极的第一电极指与第二电极指的交叉区域，分为中央部及其两侧的低声速部，使中央部电极指比低声速部更厚。
然而，专利文献1、专利文献2均未记载，与连接于汇流条的电极指所交叉的区域的外侧的这些电极指的特征相关的技术。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第5503020号公报
[专利文献2]国际专利公开第2018/088188号
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明是在此种情况下完成，提供一种降低声的损耗、Q值更高的表面声波元件。
[解决问题的技术手段]
本表面声波元件包括：压电基板；以及
一对叉指换能器电极(Interdigital transducer electrode,IDT电极)，包括形成于所述压电基板上的一对汇流条、及从这些汇流条的各者朝向相向的汇流条彼此呈梳齿状伸出的多个电极指，且形成有交叉区域，所述交叉区域为在沿着这些多个电极指的排列方向观察时，连接于其中一个汇流条的电极指与连接于另一个汇流条的电极指交叉的区域，且
所述交叉区域的外侧的非交叉区域中的所述电极指的厚度比所述交叉区域中的所述电极指的厚度小。
所述表面声波元件也可包括以下结构。
(a)在沿着所述多个电极指的排列方向观察时，所述交叉区域包含两个端部区域，所述两个端部区域是包含这些电极指的端部的区域，这些端部区域成为表面声波的传播速度比其内侧的交叉区域慢的低声速区域。
(b)根据所述(a)，其中，所述电极指是将设置于所述非交叉区域的第一电极指膜、与设置于所述交叉区域且厚度比所述第一电极指膜大的第二电极指膜加以连接而构成；以及在所述端部区域中，将所述第一电极指膜的与连接于所述汇流条的端部为相反侧的端部即前端部、和所述第二电极指膜的所述第一电极指膜侧的端部即基端部层叠地连接，并且将所述端部区域中所包含的所述第二电极指膜的与所述基端部为相反侧的端部即前端部、和用于将所述电极指的厚度增大而使所述表面声波的传播速度为低速的传播速度调节膜层叠，由此形成所述低声速区域。
(c)根据所述(b)，其中，所述第一电极指膜形成于支撑膜上，所述支撑膜形成于所述压电基板上的所述第二电极指膜的形成区域以外的区域且包含电介质，并且所述第一电极指膜的前端部层叠于所述第二电极指膜的基端部的上表面侧；以及所述传播速度调节膜层叠于所述第二电极指膜的前端部的上表面侧。进而所述传播速度调节膜包括朝向所述非交叉区域侧的所述支撑膜上延伸的延伸部。
(d)根据所述(b)、(c)，其中，在所述非交叉区域中，关于所述一对汇流条的各者，在连接于其中一个汇流条的多个所述电极指的端部与另一个汇流条之间，形成有远离这些端部而从另一个汇流条伸出的多个虚设电极指。另外，所述虚设电极指的厚度比所述交叉区域中的所述电极指的厚度小。
(e)根据所述(b)～(d)，其中，所述第一电极指膜及所述传播速度调节膜的密度比所述第二电极指膜小。
(f)在形成有所述叉指换能器电极的表面声波元件的上表面侧的至少一部分区域中形成有电介质膜。此时，所述压电基板是LiNbO3，所述电介质膜是由从电介质材料群组中选择的材料所构成，所述电介质材料群组是由具有频率沿与所述压电基板的频率温度特性为相反的方向变化的频率温度特性的氧化硅、氮氧化硅或掺氟氧化硅所组成。
(g)所述压电基板为LiNbO3，欧拉角(φ，θ，ψ)表述中的其切角为φ、ψ＝0°±10°、θ＝38°±10°。
[发明的效果]
根据本表面声波元件，在设置于压电基板上的一对IDT电极中，交叉区域的外侧的非交叉区域中的电极指的厚度被构成得比交叉区域中的所述电极指的厚度小，因此伴随表面声波的散射的损耗降低，从而可使Q值更高。
附图说明
图1的(a)～图1的(d)是第一实施方式的SAW元件的结构图。
图2的(a)、图2的(b)是比较形态的SAW元件的结构图。
图3是第一实施方式及比较形态的SAW元件的频率-导纳(admittance)特性图。
图4是第一实施方式及比较形态的SAW元件的频率-波特(Bode)Q值特性图。
图5的(a)、图5的(b)是设置有虚拟电极指的SAW元件的结构图。
图6的(a)、图6的(b)是第二实施方式的SAW元件的结构图。
图7是第一实施方式及第二实施方式的SAW元件的频率-导纳特性图。
图8是第一实施方式及第二实施方式的SAW元件的频率-Bode Q值特性图。
图9的(a)、图9的(b)是第三实施方式的SAW元件的结构图。
图10是第三实施方式的SAW元件的频率-导纳特性图。
图11是第三实施方式的SAW元件的频率-Bode Q值特性图。
[符号的说明]
ZAB：交叉区域
EB：端部区域
RB：非交叉区域
11：压电基板
2a、2b：汇流条
3a、3b：电极指
31：第一电极指膜
32：第二电极指膜
33：传播速度调节膜
331：延伸部
5：电介质膜
6：支撑膜
具体实施方式
图1的(a)～图1的(d)表示第一实施方式的表面声波元件(Surface AcousticWave device,SAW元件)的基本结构。在所述图1中，构成为具备温度补偿功能的TC(Temperature Compensate)-SAW元件，并且作为封闭模式的一例，示出了在活塞模式下运行的SAW元件的结构例。
图1的(a)是将设置于SAW元件的IDT电极的一部分放大并示意性地表示的放大平面图，图1的(b)是图1的(a)中IB-IB的虚线所示的位置处的SAW元件的纵断侧视图。进而，图1的(c)是沿着图1的(a)中所示的Y轴方向观察到的SAW的传播速度的分布图，图1的(d)是沿着所述Y轴方向观察到的SAW的振幅的分布图。
本例的SAW元件包括：使SAW激励的形成于矩形形状的压电基板11上的IDT电极。以下的说明中，将沿着矩形形状的压电基板11(但是，省略了平面形状的记载)的长边的方向也称为纵向(图1的(a)中的X方向)，将沿着短边的方向也称为横向(所述图1中的Y方向)。
IDT电极例如以沿着压电基板11的各长边而在纵向上延伸的方式设置，包括：两根汇流条2a、2b，分别连接于信号端口12a、信号端口12b；以及多数根电极指3a、3b，以从各汇流条2a、汇流条2b朝向横向延伸的方式形成。
作为构成压电基板11的压电材料，例如可例示下述情况，即：使用铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)、氮化铝(AlN)、掺钪(Sc)氮化铝等。
另外，对于本实施方式的压电基板11，包括：(i)在包含非压电体材料的基板的表面形成有压电薄膜的压电基板、或(ii)将非压电材料与压电材料层叠而成的层叠基板。作为(i)，可例示下述情况，即：在作为非压电材料的蓝宝石基板的表面形成氮化铝的压电薄膜。另外，作为(ii)，可例示：将作为非压电材料的硅基板与作为压电材料的LiTaO3基板层叠而成的层叠基板。
在使用LiNbO3作为压电材料的情况下，可例示：欧拉角(φ，θ，ψ)表述中的LiNbO3的切割角为φ、ψ＝0°±10°、θ＝38°±10°的压电材料；或φ、ψ＝0°±10°、θ＝-85°±15°的压电材料；或φ、ψ＝0°±10°、θ＝131°±15°或者φ＝0°±10°、θ＝-90°±10°、ψ＝-90°±10°的压电材料。
在使用LiTaO3作为压电材料的情况下，可例示：欧拉角(φ，θ，ψ)表述中的LiTaO3的切割角为φ、ψ＝0°±10°、θ＝132°±15°的压电材料；或φ、ψ＝0°±10°、θ＝-90°±15°的压电材料。
如图1的(a)所示那样，连接于其中一个汇流条2a的电极指3a是以向配置于相向位置的汇流条2b侧伸出的方式设置。另外，连接于另一个汇流条2b的电极指3b是以向所述其中一个汇流条2a伸出的方式设置。而且，在沿着电极指3a、电极指3b的排列方向观看时，连接于其中一个汇流条2a的电极指3a、与连接于另一个汇流条2b的电极指3b交错地交叉配置。
如上文所述那样，电极指3a、电极指3b交叉地配置的区域，相当于IDT电极的交叉区域。另外，从交叉区域观察，在各汇流条2a、汇流条2b侧，连接于其中一个汇流条2a、汇流条2b的电极指3a、电极指3b的前端部并未到达另一个汇流条2b、汇流条2a，由此形成有电极指3a、电极指3b未交叉的两个区域。这些区域相当于非交叉区域(有时也称为“间隙区域”)RB。
进而，已述的交叉区域包含两个端部区域EB，所述两个端部区域EB是包含这些电极指3a、3b的端部的区域。在图1的(a)～图1的(d)、图2的(a)、图2的(b)中，对交叉区域中除这些端部区域EB以外的区域标注“ZAB”的符号(在后述的图5的(a)、图5的(b)、图6的(a)、图6的(b)、图9的(a)、图9的(b)中也相同)。
另外，将形成有各汇流条2a、汇流条2b的两个区域，也称为汇流条区域SB。
在包括所述结构的第一实施方式的SAW元件中，各电极指3a、电极指3b构成为：非交叉区域RB中的电极指3a、电极指3b的厚度，比交叉区域ZAB中的所述电极指3a、电极指3b的厚度小。
作为根据所形成的区域(交叉区域ZAB、非交叉区域RB)使电极指3a、电极指3b的厚度不同的方法，例如，图1的(a)～图1的(d)所示的SAW元件成为以下结构：将厚度彼此不同的第一电极指膜31与第二电极指膜32加以连接，而形成电极指3a、电极指3b。
此时，通过使设置于交叉区域ZAB的第二电极指膜32的厚度，比设置于非交叉区域RB的第一电极指膜31大(使第一电极指膜31的厚度比第二电极指膜32小)，可构成图1的(a)～图1的(d)所示的结构的电极指3a、电极指3b。关于使第一电极指膜31与第二电极指膜32的厚度不同的理由，将在后段说明。
进而，在图1的(a)～图1的(d)所示的IDT电极中，为了在封闭模式即活塞模式下使SAW元件运行，在两个端部区域EB中，设置了SAW的传播速度比其内侧的交叉区域ZAB慢的低声速区域。
作为将端部区域EB设为低声速区域的具体方法，将已述的第一电极指膜31与第二电极指膜32上下层叠地连接。另外，在设置于与这些电极指膜31、电极指膜32的连接位置为相反侧的第二电极指膜32的前端部，设置有用于将电极指3a、电极指3b的厚度增大的传播速度调节膜33。
此外，当在封闭模式下使SAW元件运行时，利用活塞模式并非必需的要件。
在以下的说明中，将第一电极指膜31中的与汇流条2a、汇流条2b连接的其中一侧的端部称为基端部，将与所述基端部为相反侧的端部称为前端部。另外，将第二电极指膜32中的与第一电极指膜31连接的其中一侧的端部称为基端部，将与所述基端部为相反侧的端部称为前端部。
此时，图1的(a)、图1的(b)所示的SAW元件中，第一电极指膜31的前端部与第二电极指膜32的基端部上下层叠地连接，所述所层叠的部分设置于已述的端部区域EB。另外，第二电极指膜32的前端部层叠于用于将电极指3a、电极指3b的前端部的厚度增大而使SAW的传播速度为低速的传播速度调节膜33上，层叠有所述第二电极指膜32的部分设置于端部区域EB。
如此，在设置于交叉区域ZAB的两旁的端部区域EB，设置第一电极指膜31的前端部与第二电极指膜32的基端部，或者第二电极指膜32的前端部与传播速度调节膜33的层叠结构，形成电极指3a、电极指3b的厚度比交叉区域ZAB大的区域。其结果，可使端部区域EB中的SAW的传播速度，比交叉区域ZAB中的SAW的传播速度低。另一方面，设置于非交叉区域RB的第一电极指膜31的厚度，比交叉区域ZAB的第二电极指膜32及端部区域EB的层叠部分的厚度小，因此，传播速度比这些区域ZAB、区域EB快。
通过所述结构，可形成图1的(c)所示的SAW的传播速度的分布，其结果，能够激励具有图1的(d)所示的振幅分布的活塞模式的SAW。
另外，在图1的(a)～图1的(d)所示的结构的SAW元件中，也可选取这些金属膜的材料，使得第一电极指膜31及传播速度调节膜33的密度比第二电极指膜32小。
例如，在选择铝(Al)作为构成第一电极指膜31及传播速度调节膜33的金属时，作为构成第二电极指膜32的金属，可例示选择铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、钨(W)、钼(Mo)、钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、钽(Ta)的情况。
另外，在构成第一电极指膜31及传播速度调节膜33的金属是包含使用了密度比构成第二电极指膜32的金属(第一金属)小的金属(第二金属)的两种以上的金属的合金或者层叠结构的情况下，作为以体积比计包含50％以上第二金属的主要构成材料，可降低第一电极指膜的有效的密度。
进而，另外在如后述那样在SAW元件形成电介质膜5的情况下，通过使用第一电极指膜31、传播速度调节膜33的密度接近电介质膜5的密度的材料，也可获得第一电极指膜31上的SAW的反射减弱的效果。作为此种材料的例子，可例示在电介质膜5由二氧化硅(SiO2)所构成时，由铝(Al)构成第一电极指膜31、传播速度调节膜33的情况。
此外，在图1的(a)中省略了记载，但也可在压电基板11与IDT电极(汇流条2a、汇流条2b或电极指3a、电极指3b等)之间，设置用于提高这些IDT电极的附着性的包含钛(Ti)或铬(Cr)的基底膜。
除以上说明的结构以外，本例的SAW元件也可如图1的(a)所示那样，构成为：具备补偿构成压电基板11的压电材料的频率温度特性的影响的温度补偿功能的TC-SAW元件。
在TC-SAW元件中，在形成有IDT电极(汇流条2a、汇流条2b、电极指3a、电极指3b)的压电基板11的上表面，形成(也称为“装载”)有电介质膜5。此外，为了避免图示内容变得繁杂，在图1的(a)等平面图中，省略了电介质膜5的记载(记载透视电介质膜5的下表面侧的状态)。
装载于TC-SAW元件的电介质膜5，可使用具有与压电基板11的压电材料相反的频率温度特性的电介质膜。例如，在压电基板11的压电材料具有伴随温度上升而所激励的频率下降的负频率温度特性的情况下，装载具有伴随温度上升而频率上升的正频率温度特性的电介质膜5。相反地，对于包含具有正频率温度特性的压电材料的压电基板11，装载具有负频率温度特性的电介质膜5。如此，通过装载具有与压电基板11相反的频率温度特性的电介质膜5，可降低SAW元件的周围的温度变化的影响。
例如，已述的LiNbO3具有负频率温度特性。因此，可例示下述情况，即：对于由LiNbO3所构成的压电基板11，装载具有正频率温度特性的二氧化硅、氧氮化硅(化学计量比并无特别限定，既可为SiNO，也可为在SiO2中掺氮的氧氮化硅)、或掺氟二氧化硅的电介质膜5。包含这些材料的电介质膜5可通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)或溅镀等方法而装载。
此外，使SAW元件具有温度补偿功能并非必需的要件。在此情况下，也可由不具有压电性的氮化硅等覆盖压电基板11的表面，来作为保护膜。
由以上说明的厚度不同的第一电极指膜31、第二电极指膜32构成电极指3a、电极指3b，在端部区域EB中制造层叠有第一电极指膜31与第二电极指膜32、且层叠有第二电极指膜32与传播速度调节膜33的SAW元件。作为具体例，可例示将它们分别成膜的情况。
例如，在压电基板11的上表面形成包含铝的规定的膜厚的金属膜之后，通过蚀刻等而将汇流条2a、汇流条2b、第一电极指膜31、传播速度调节膜33图案化。继而，使用剥离(lift-off)法等，将膜厚比所述铝的金属膜厚的铜的金属膜成膜为第二电极指膜32并进行图案化，以使端部区域EB中的层叠部分，残留于图案化有第一电极指膜31或传播速度调节膜33等的压电基板11的上表面。
由此，可将第一电极指膜31与厚度比其大的第二电极指膜32加以连接，而构成电极指3a、电极指3b。另外，通过在端部区域EB中设置第一电极指膜31、第二电极指膜32及第二电极指膜32、传播速度调节膜33的层叠部分，可形成低声速区域。
若示出其他SAW元件的概略的设计变量，则相对于与SAW元件的设计频率对应的波长λ，电极指3a、电极指3b的中心线间的距离d被设定为λ/2。另外，就充分封闭声能量的观点而言，非交叉区域RB的宽度尺寸优选设定为1.6d～6d(0.8λ～3λ)、适宜为2d～4d(1λ～2λ)左右。
但是，为了可形成封闭声能量的高声速区域，例如，利用与第一电极指膜31相同的金属膜形成汇流条2a、汇流条2b，由此解除所述限制，从而也能够使非交叉区域RB的宽度尺寸为0.1d～1d左右。
在以上说明的结构的SAW元件中，构成为：通过将第一电极指膜31、第二电极指膜32加以连接，使得非交叉区域RB中的电极指3a、电极指3b的厚度，比交叉区域ZAB中的所述电极指3a、电极指3b的厚度小，对于这样的构成的理由，进行以下的说明。
图1的(c)所示的以活塞模式运行的SAW元件，能够使波导的宽度基本上均匀。因此，与现有的SAW元件中采用的使电极指的长度逐渐变化的变迹(apodization)方法相比，具有：有效的机电耦合系数的劣化小，且可抑制杂散的优点。
另一方面，非交叉区域RB承担将SAW封闭于IDT内部的作用，但将所述非交叉区域RB的结构最优化的研究例少。因此，本申请发明人对适合于在包含活塞模式的封闭模式下运行的SAW元件的非交叉区域RB的结构进行了研究。
在压电基板11的压电材料具有一般的凸状的慢度曲线(slowness curve)的情况下，在IDT的交叉区域ZAB中激励且在压电基板11上传导的SAW当进入至声速快的区域即非交叉区域RB时，由于声速的不同而被反射。其结果，可将SAW封闭于IDT的交叉区域ZAB内。
然而，一般而言，已知当波动在结构上不连续的部分被反射时，在反射的同时会产生散射。在所述SAW元件中，SAW在非交叉区域RB被反射时的散射的产生，也会导致所述SAW元件的声损耗的增大。
因此，发明人着眼于非交叉区域RB中的电极指3a、电极指3b的厚度。通过将所述区域中的电极指3a、电极指3b的厚度减小，可将非交叉区域RB内的设置有电极指3a、电极指3b的区域与未设置这些电极指3a、电极指3b的区域在结构上的不同减小。
其结果，非交叉区域RB的结构上的对称性变高，因此，认为通过所述结构，可抑制SAW进入至非交叉区域RB时的散射，从而可构成低损耗的SAW元件。
为了验证以上说明的设计思想的妥当性，制作了使用图1的(a)、图1的(b)说明的结构的SAW元件的模型，并通过有限元方法(Finite Element Method，FEM)进行了特性分析。
若列举设计变量，则IDT的间距为4μm，交叉区域ZAB的宽度为51.4μm，端部区域EB的宽度为2.6μm，非交叉区域RB的宽度为13μm，第一电极指膜31、第二电极指膜32的电极材料为铜(Cu)，第一电极指膜31、传播速度调节膜33的厚度为88nm，第二电极指膜32的厚度为260nm，作为电介质膜5装载了厚度为1.4μm的二氧化硅(SiO2)。另外，压电基板11的压电材料为126.5XY切(以欧拉角表述(φ，θ，ψ)＝(0°，36.5°，0°))的LiNbO3。
作为与此相对的比较形态，制作了在图2的(a)、图2的(b)示出结构的、设置有厚度均匀的电极指30a、电极指30b的SAW元件的模型，并进行了同样的FEM分析。电极指30a、电极指30b的厚度固定为260nm这一方面、及在其上表面设置厚度为88nm的铜的传播速度调节膜33而将端部区域EB设为低声速区域这一方面以外的设计变量，与图1的(a)、图1的(b)所示的第一实施方式的SAW元件相同。
将第一实施方式及比较形态的SAW元件的FEM分析的结果，示于图3、图4。
图3示出了相对于SAW的频率变化的导纳的变化，图4示出了相对于SAW的频率变化的作为Q值的一种的Bode Q的变化。
Bode Q是基于以下的(1)式计算。
Bode Q＝(ω|S11|group_delay(S11))
/(1-|S11|2)…(1)
此处，ω|S11|是SAW元件的反射系数S11的角频率，group_delay(S11)是反射系数S11的群延迟，|S11|是反射系数S11的振幅。
根据图3所示的结果，可确认到：第一实施方式的SAW元件，示出与作为现有结构的比较形态的SAW元件大致同等的导纳特性，获得杂散得到压制的良好的特性。
另一方面，关于图4的Bode Q的值，其最大值在比较形态的SAW元件中约为2400，另一方面在第一实施方式的SAW元件中约为2500。如此，第一实施方式的SAW元件与现有结构的SAW元件相比，可观察到100左右的Bode Q的改善，可以说是低损耗的SAW元件。
根据本实施方式的SAW元件，存在以下的效果。在设置于压电基板11上的一对IDT电极中，交叉区域ZAB的外侧的非交叉区域RB中的电极指3a、电极指3b的厚度，被构成得比交叉区域ZAB中的所述电极指3a、电极指3b的厚度小，因此，伴随SAW的散射的损耗降低，从而可使Q值更高。
此处，如图5的(a)、图5的(b)所示，在本例的SAW元件的非交叉区域RB中，关于汇流条2a、汇流条2b的各者，也可在连接于其中一个汇流条2a、汇流条2b的多个电极指3a、3b的端部与另一个汇流条2b、汇流条2a之间，形成远离这些端部而从另一个汇流条2b、汇流条2a伸出的多个虚设电极指34(在后述的图6的(a)、图6的(b)、图9的(a)、图9的(b)所示的SAW元件中相同)。
此时，设置于非交叉区域RB的虚设电极指34的厚度，优选为比交叉区域ZAB中的电极指3a、电极指3b的厚度(在图5的(a)、图5的(b)所示的例子中为第二电极指膜32的厚度)小。由此，对于交叉区域ZAB，可形成高声速的区域，而且能够使结构的周期性也与交叉区域ZAB同等。
另外，在使虚设电极指34比交叉区域ZAB中的电极指3a、电极指3b的厚度大的情况下，在弹性波侵入至声速不同的区域时也会产生反射，因此，能够更有效地将弹性波封闭于交叉区域ZAB内。
继而，对图6的(a)、图6的(b)所示的第二实施方式的SAW元件的结构进行说明。在第二实施方式的SAW元件中，在第二电极指膜32的基端部的上表面侧层叠有第一电极指膜31的前端部，在第二电极指膜32的前端部的上表面侧层叠有传播速度调节膜33。在所述方面上，分别与第一电极指膜31的前端部、传播速度调节膜33层叠于第二电极指膜32的下表面侧的第一实施方式的SAW元件不同。
更详细而言，在压电基板11上的第二电极指膜32的形成区域以外的区域中，形成有作为温度补偿膜的例如包含二氧化硅(SiO2)电介质的支撑膜6。第一电极指膜31形成于所述支撑膜6的上表面侧，且成为将汇流条2a、汇流条2b与第二电极指膜32之间呈桥状连接的结构。此时，成为所述第一电极指膜31的前端部，层叠于第二电极指膜32的基端部的上表面侧的状态。
另外，传播速度调节膜33直接层叠于第二电极指膜32的前端部的上表面侧。此外，也可在第一电极指膜31及传播速度调节膜33的上表面侧，设置包含氮化硅等的保护膜。
例如，当在压电基板11上的非交叉区域RB中直接设置第一电极指膜31时，有因伴随所述第一电极指膜31与第二电极指膜32的基端部接触的微弱的激励而产生损耗之虞。
相对于此，如图6的(a)、图6的(b)所示的第二实施方式那样，通过在包含不具有压电性的电介质的支撑膜6上设置第一电极指膜31，有可能压制所述微弱的激励，从而可实现进一步的损耗的降低。
图7、图8是制作第二实施方式的SAW元件的模型，进行了FEM分析，并与第一实施方式的SAW元件的特性进行了比较的图。
除图6的(a)、图6的(b)所示的结构上的不同以外，各设计变量与第一实施方式的仿真模型(simulation model)相同。
根据图7所示的结果，可确认到：第二实施方式的SAW元件，示出与已述的第一实施方式的SAW元件大致同等的导纳特性，获得杂散得到压制的良好的特性。
另外，关于图8的Bode Q的值，在FEM分析上，在第一实施方式、第二实施方式的任一SAW元件中，其最大值均约为2500。如此，第二实施方式的SAW元件具有与第一实施方式的SAW元件同等的特性，与使用图2的(a)～图4说明的现有结构的SAW元件相比具有低损耗的特性。
继而，图9的(a)、图9的(b)所示的第三实施方式的SAW元件为以下结构：相对于使用图6的(a)、图6的(b)说明的第二实施方式的SAW元件，设置了用于改善IDT电极的机电耦合系数的延伸部331。
即，在所述SAW元件中，传播速度调节膜33a包括：朝向非交叉区域RB侧的支撑膜6上延伸的延伸部331。
若设置所述延伸部331，则与设置于非交叉区域RB的第一电极指膜31间电位不同的电极331、电极31交替地排列，因此，形成静电电容。另一方面，延伸部331形成于包含不具有压电性的电介质的支撑膜6上，因此，不激励SAW。
因此，能够仅使SAW共振器的静电电容增大，与不存在延伸部331的情况相比电容比变大，从而可使有效的机电耦合系数下降。
此外，在将延伸部331形成于压电基板11上的情况下，因在延伸部331产生的SAW的激励，而产生杂散响应，因此，有成为不适合用作滤波器或双工器的共振器的SAW元件之虞。
图10、图11是制作第三实施方式的SAW元件的模型，进行FEM分析，并与图2的(a)、图2的(b)所示的比较形态的SAW元件的特性进行了比较的图。
将延伸部331的长度变化为6.4μm(短)、12.8μm(长)，除此方面以外，各设计变量与第三实施方式的仿真模型相同。
根据图10所示的结果，可确认到：设置有延伸部331的第三实施方式的SAW元件与比较形态的SAW元件相比，均是反共振点向共振点侧移动，示出陡峭的迁移特性，并且获得杂散得到压制的良好的特性。另外，当将延伸部331延长时，可观察到反共振点进一步向共振点侧移动的倾向。
另外，关于Bode Q的值，与延伸部的长短无关，第三实施方式的SAW元件约为2700，与现有结构的SAW元件相比，可观察到300左右的Bode Q的改善，获得了低损耗的SAW元件。
以上，在使用图1的(a)～图1的(d)、图5的(a)、图5的(b)、图6的(a)、图6的(b)、图9的(a)、图9的(b)说明的各实施方式的SAW元件中，为了抑制伴随温度变化的膨胀、伸缩的影响，可在压电基板11的底面侧贴合热膨胀率小的支撑基板。作为支撑基板，可例示硅(Si)、水晶(SiO2)、玻璃、金刚石(C)、蓝宝石(Al2O3)。也可进一步在支撑基板与压电基板11之间形成电介质层(例如二氧化硅)或金属层。
进而，另外在非交叉区域RB与交叉区域ZAB之间使电极指3a、电极指3b的厚度不同的方法，并不限定于使用将厚度不同的第一电极指膜31与第二电极指膜32加以连接的方法的情况。
例如，也可在形成厚度均匀的金属膜并将电极指3a、电极指3b图案化之后，通过蚀刻部分削除非交叉区域RB的电极指3a、电极指3b的一部分，而将所述非交叉区域RB的电极指3a、电极指3b的厚度减小。
以上所说明的SAW元件，可在图1的(a)～图1的(d)、图5的(a)、图5的(b)、图6的(a)、图6的(b)、图9的(a)、图9的(b)所示的单体的SAW元件中用作电子零件。另外，也可将压电基板11在纵向上展开，在IDT电极的前后设置光栅反射器。
进而，所述SAW元件也可适用于在共同的压电基板11设置有多个IDT电极的声波共振器或声波滤波器。
而且，本例的SAW元件可用于滤波器、双工器、四工器(quadplexer)、其他具有滤波器功能的器件。另外，所述器件可组入至被称为带集成双工器的功率放大器模块(PowerAmplifier Modules with integrated Duplexers，PAMiD)、带集成双工器的功率放大器(Power Amplifier with integrated Duplexer，PAiD)、功率放大双工器(PowerAmplifier Duplexer，PAD)等的功率放大双工器模块(Power Amp Integrated Duplexer(功率放大集成双工器))、被称为DiFEM等的分集接收用模块(Diversity Front EndModule(分集前端模块))。

Claims (11)

1.一种表面声波元件，其特征在于，包括：
压电基板；以及
一对叉指换能器电极，包括：
一对汇流条，形成于所述压电基板上；及
多个电极指，从这些汇流条的各者朝向相向的汇流条彼此呈梳齿状伸出，
所述一对叉指换能器电极形成有交叉区域，
所述交叉区域为：在沿着这些多个电极指的排列方向观察时，连接于其中一个汇流条的电极指与连接于另一个汇流条的电极指交叉的区域，
其中，所述交叉区域的外侧的非交叉区域中的所述电极指的厚度，比所述交叉区域中的所述电极指的厚度小。
2.根据权利要求1所述的表面声波元件，其特征在于，
在沿着所述多个电极指的排列方向观察时，所述交叉区域包含两个端部区域，
所述两个端部区域是包含这些电极指的端部的区域，
这些端部区域成为表面声波的传播速度比其内侧的交叉区域慢的低声速区域。
3.根据权利要求2所述的表面声波元件，其特征在于，
所述电极指是将设置于所述非交叉区域的第一电极指膜、与设置于所述交叉区域且厚度比所述第一电极指膜大的第二电极指膜加以连接而构成；
在所述端部区域中，将所述第一电极指膜的与连接于所述汇流条的端部为相反侧的端部即前端部、和所述第二电极指膜的所述第一电极指膜侧的端部即基端部层叠地连接，并且将所述端部区域中所包含的所述第二电极指膜的与所述基端部为相反侧的端部即前端部、和用于将所述电极指的厚度增大而使所述表面声波的传播速度为低速的传播速度调节膜层叠，由此形成所述低声速区域。
4.根据权利要求3所述的表面声波元件，其特征在于，
所述第一电极指膜形成于支撑膜上，所述支撑膜形成于所述压电基板上的所述第二电极指膜的形成区域以外的区域且包含电介质，并且所述第一电极指膜的前端部层叠于所述第二电极指膜的基端部的上表面侧；
所述传播速度调节膜层叠于所述第二电极指膜的前端部的上表面侧。
5.根据权利要求4所述的表面声波元件，其特征在于，
所述传播速度调节膜包括：朝向所述非交叉区域侧的所述支撑膜上延伸的延伸部。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的表面声波元件，其特征在于，
在所述非交叉区域中，关于所述一对汇流条的各者，在连接于其中一个汇流条的多个所述电极指的端部与另一个汇流条之间，形成有远离这些端部而从另一个汇流条伸出的多个虚设电极指。
7.根据权利要求6所述的表面声波元件，其特征在于，
所述虚设电极指的厚度，比所述交叉区域中的所述电极指的厚度小。
8.根据权利要求3至5中任一项所述的表面声波元件，其特征在于，
所述第一电极指膜及所述传播速度调节膜的密度，比所述第二电极指膜小。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的表面声波元件，其特征在于，
在形成有所述叉指换能器电极的表面声波元件的上表面侧的至少一部分区域中，形成有电介质膜。
10.根据权利要求9所述的表面声波元件，其特征在于，
所述压电基板是LiNbO3，
所述电介质膜是由从电介质材料群组中选择的材料所构成，所述电介质材料群组是由具有频率沿与所述压电基板的频率温度特性为相反的方向变化的频率温度特性的氧化硅、氮氧化硅或掺氟氧化硅所组成。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的表面声波元件，其特征在于，
所述压电基板为LiNbO3，欧拉角(φ，θ，ψ)表述中的其切角为φ、ψ＝0°±10°、θ＝38°±10°。
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