CN114430886A - 弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种弹性波装置，能够更加可靠地抑制横模式。本发明的弹性波装置(1)具备高声速膜(14)、低声速膜(15)、包括钽酸锂的压电体层(16)和设置在压电体层(16)上的IDT电极(3)。IDT电极(3)具有第一、第二汇流条(4、5)和多个第一、第二电极指(6、7)。第一、第二电极指(6、7)在弹性波传播方向上重叠的部分是交叉区域(A)。交叉区域(A)具有中央区域(B)和第一、第二边缘区域(C1、C2)。IDT电极(3)具有位于第一、第二边缘区域(C1、C2)的外侧的第一、第二间隔区域(D1、D2)。第一、第二电极指(6、7)的第一、第二边缘区域(C1、C2)中的宽度比中央区域(B)中的宽度宽。第一、第二边缘区域(C1、C2)中的占空比为0.62以上且0.73以下。
Description
技术领域
本发明涉及弹性波装置。
背景技术
以往，弹性波装置被广泛用于便携电话机的滤波器等。
在下述的专利文献1中记载有一种弹性波装置，该弹性波装置具有高声速支承基板、层叠在高声速支承基板上的低声速膜、层叠在低声速膜上且包括钽酸锂的压电膜、以及设置在压电膜上的IDT(Interdigital Transducer，叉指换能器)电极。IDT电极具有汇流条和与汇流条连接的多个电极指。多个电极指在比中央区域靠基端侧和前端侧中的至少一侧的位置设置有宽度方向尺寸比电极指的长度方向中央大的宽幅部。通过设置宽幅部，能够使电极指的基端侧和前端侧中的至少一方的声速低于电极指的中央的声速。由此，通过利用活塞模式来实现横模式纹波的抑制。公开了期望将上述宽幅部的占空比设为0.6～0.9的范围。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-174595号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所记载的那样的具有层叠构造的弹性波装置中，当应用所公开的宽幅部的占空比时，声速有时在电极指的基端或前端变高。因此，活塞模式的利用变得困难，有时无法充分地抑制横模式。
本发明的目的在于，提供能够更加可靠地抑制横模式的弹性波装置。
用于解决课题的手段
本发明的弹性波装置具备：高声速材料层；低声速膜，其设置在所述高声速材料层上；压电体层，其设置在所述低声速膜上，包括钽酸锂；以及IDT电极，其设置在所述压电体层上，在所述高声速材料层传播的体波的声速比在所述压电体层传播的弹性波的声速高，在所述低声速膜传播的体波的声速比在所述压电体层传播的体波的声速低，所述IDT电极具有相对置的第一汇流条和第二汇流条、一端与所述第一汇流条连接的多个第一电极指、以及一端与所述第二汇流条连接且与所述多个第一电极指相互交替插入的多个第二电极指，在将弹性波传播方向设为第一方向且将与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一电极指与所述第二电极指在所述第一方向上重叠的部分是交叉区域，所述交叉区域具有位于所述第二方向上的中央侧的中央区域、配置在所述中央区域的所述第一汇流条侧的第一边缘区域、以及配置在所述中央区域的所述第二汇流条侧的第二边缘区域，所述IDT电极具有位于所述第一边缘区域与所述第一汇流条之间的第一间隔区域、以及位于所述第二边缘区域与所述第二汇流条之间的第二间隔区域，所述第一电极指和所述第二电极指的在所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的至少一个区域中的宽度比在所述中央区域中的宽度宽，所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比为0.62以上且0.73以下。
发明效果
根据本发明的弹性波装置，能够更加可靠地抑制横模式。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的示意性正面剖视图。
图2是本发明的第一实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图3是示出第一比较例的弹性波装置的IDT电极的边缘区域中的占空比与声速比V2/V1之间的关系的图。
图4是示出本发明的第一实施方式和第二比较例的IDT电极的边缘区域中的占空比与边缘区域的声速V2之间的关系的图。
图5是示出本发明的第一实施方式和第二比较例的IDT电极的边缘区域中的占空比与横模式中的纹波的强度之间的关系的图。
图6是示出在本发明的第一实施方式中边缘区域中的占空比为0.65的情况下的边缘区域的长度与横模式中的纹波的强度之间的关系的图。
图7是示出LT膜厚、电极膜厚与IDT电极的边缘区域中的最佳占空比之间的关系的图。
图8是本发明的第一实施方式的第五变形例的弹性波装置的示意性正面剖视图。
图9是本发明的第二实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图10是本发明的第二实施方式的第一变形例的弹性波装置的示意性俯视图。
图11是本发明的第二实施方式的第二变形例的弹性波装置的示意性俯视图。
图12是本发明的第二实施方式的第三变形例的弹性波装置的示意性俯视图。
具体实施方式
以下，通过参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，使本发明变得清楚。
需要说明的是，本说明书中记载的各实施方式是例示性的内容，预先指出在不同实施方式之间能够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的弹性波装置的示意性正面剖视图。需要说明的是，图1示出后述的IDT电极的中央区域中的剖面。
弹性波装置1具有压电性基板2。在压电性基板2上设置有IDT电极3。通过向IDT电极3施加交流电压而激励弹性波。这里，将弹性波传播方向设为第一方向x，将与第一方向x正交的方向设为第二方向y。在压电性基板2上的IDT电极3的弹性波传播方向两侧设置有一对反射器8A和反射器8B。本实施方式的弹性波装置1是弹性波谐振器。不过，本发明的弹性波装置不限定于弹性波谐振器，也可以是具有多个弹性波谐振器的滤波器装置、包括该滤波器装置的多工器等。
压电性基板2是将支承基板13、作为高声速材料层的高声速膜14、低声速膜15以及压电体层16按照该顺序层叠的层叠基板。在压电体层16上设置有上述IDT电极3、反射器8A以及反射器8B。
压电体层16是钽酸锂层。更具体而言，用于压电体层16的钽酸锂是50Y切割X传播的LiTaO3。需要说明的是，压电体层16的切割角和材料不限定于上述，例如，也能够使用铌酸锂、氧化锌、氮化铝、水晶、或者PZT(锆钛酸铅)等。
低声速膜15是相对的低声速的膜。更具体而言，在低声速膜15传播的体波的声速比在压电体层16传播的体波的声速低。低声速膜15是氧化硅膜。氧化硅能够由SiOX表示。在本实施方式中，低声速膜15是SiO2膜。需要说明的是，低声速膜15的材料不限定于上述，例如也能够使用将玻璃、氮氧化硅、氧化钽、或者向氧化硅添加氟、碳或硼而得到的化合物作为主成分的材料。
高声速材料层是相对的高声速的层。更具体而言，在高声速材料层传播的体波的声速比在压电体层16传播的弹性波的声速高。作为高声速材料层的高声速膜14是氮化硅膜。需要说明的是，高声速膜14的材料不限定于上述，例如也能够使用以硅、氧化铝、碳化硅、氮氧化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、水晶、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、DLC(类金刚石碳)膜或者金刚石等上述材料为主成分的介质。
在本实施方式中，支承基板13是硅基板。需要说明的是，支承基板13的材料不限定于上述，例如也能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、水晶等压电体、矾土、氧化镁、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、蓝宝石、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体或树脂等。
通过压电性基板2具有将高声速膜14、低声速膜15及压电体层16层叠的层叠构造，能够提高Q值，能够有效地将弹性波的能量封闭在压电体层16侧。
在压电性基板2上设置有保护膜9，使得覆盖IDT电极3。在本实施方式中，保护膜9是氧化硅膜。需要说明的是，保护膜9的材料不限定于上述。也可以不必设置保护膜9。不过，弹性波装置1优选具有保护膜9。由此，IDT电极3难以破损。此外，在保护膜9为氧化硅膜的情况下，能够减小频率温度系数TCF的绝对值，能够改善频率温度特性。
图2是第一实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。需要说明的是，在图2中省略了保护膜9。在以下的图2以外的示意性俯视图中，也有时省略保护膜9。
IDT电极3具有相对置的第一汇流条4和第二汇流条5。在第一汇流条4沿着第一方向x设置有多个第一开口部4d。在第二汇流条5也沿着第一方向x设置有多个第二开口部5d。IDT电极3具有一端分别与第一汇流条4连接的多个第一电极指6。第一电极指6的另一端隔开间隔而与第二汇流条5对置。IDT电极3具有一端分别与第二汇流条5连接的多个第二电极指7。第二电极指7的另一端隔开间隔而与第一汇流条4对置。多个第一电极指6与多个第二电极指7相互交替插入。
在IDT电极3中，第一电极指6与第二电极指7在第一方向x上相互重叠的部分是交叉区域A。交叉区域A具有中央区域B、第一边缘区域C1及第二边缘区域C2。中央区域B在交叉区域A中位于第二方向y上的中央侧。第一边缘区域C1配置在中央区域B的第一汇流条4侧。第二边缘区域C2配置在中央区域B的第二汇流条5侧。需要说明的是，以下，也有时将第一边缘区域C1和第二边缘区域C2仅记载为边缘区域。
IDT电极3具有第一间隔区域D1和第二间隔区域D2。第一间隔区域D1位于第一边缘区域C1与第一汇流条4之间。第二间隔区域D2位于第二边缘区域C2与第二汇流条5之间。
第一汇流条4具有第一内侧汇流条区域E1和第一外侧汇流条区域G1。第一内侧汇流条区域E1位于第一汇流条4中的交叉区域A侧。第一外侧汇流条区域G1位于第一内侧汇流条区域E1的第二方向y上的外侧。第一汇流条4中的位于第一内侧汇流条区域E1的部分是第一内侧汇流条部4a，位于第一外侧汇流条区域G1的部分是第一外侧汇流条部4c。
第一汇流条4具有第一开口部形成区域F1。第一开口部形成区域F1是位于第一内侧汇流条区域E1与第一外侧汇流条区域G1之间并且形成有上述多个第一开口部4d的区域。需要说明的是，第一汇流条4具有多个第一连接电极4b。多个第一连接电极4b将第一内侧汇流条部4a和第一外侧汇流条部4c连接。多个第一开口部4d是由第一内侧汇流条部4a、第一外侧汇流条部4c及多个第一连接电极4b包围的开口部。
多个第一连接电极4b延伸为位于多个第一电极指6的延长线上。这里，将连接电极和电极指的宽度的沿着第一方向x的尺寸设为连接电极和电极指的宽度。第一连接电极4b的宽度与中央区域B中的第一电极指6的宽度相同。需要说明的是，多个第一连接电极4b的配置不限定于上述，例如也可以延伸为位于多个第二电极指7的延长线上。第一连接电极4b的宽度也可以与中央区域B中的第一电极指6的宽度不同。
同样地，IDT电极3的第二汇流条5具有第二内侧汇流条区域E2、第二外侧汇流条区域G2及第二开口部形成区域F2。位于第二内侧汇流条区域E2的部分是第二内侧汇流条部5a，位于第二外侧汇流条区域G2的部分是第二外侧汇流条部5c。在第二开口部形成区域F2中形成有上述多个第二开口部5d。
第二汇流条5具有多个第二连接电极5b。多个第二连接电极5b将第二内侧汇流条部5a和第二外侧汇流条部5c连接。多个第二开口部5d是由第二内侧汇流条部5a、第二外侧汇流条部5c及多个第二连接电极5b包围的开口部。需要说明的是，第一汇流条4和第二汇流条5也可以不具有第一开口部形成区域F1和第二开口部形成区域F2。
反射器8A也具有多个第一开口部8a和多个第二开口部8c。反射器8B也具有多个第一开口部8b和多个第二开口部8d。更具体而言，反射器8A和反射器8B的第一开口部8a和第一开口部8b在第一方向x上与第一汇流条4的第一开口部4d重叠。反射器8A和反射器8B的第二开口部8c和第二开口部8d在第一方向x上与第二汇流条5的第二开口部5d重叠。需要说明的是，反射器8A和反射器8B也可以不具有第一开口部8a和第一开口部8b以及第二开口部8c和第二开口部8d。
如图2所示，IDT电极3的第一电极指6在位于第一边缘区域C1的部分具有宽度比位于中央区域B的部分宽的第一幅宽部6a。同样地，第二电极指7在位于第一边缘区域C1的部分具有第一幅宽部7a。此外，第一电极指6在位于第二边缘区域C2的部分具有宽度比位于中央区域B的部分宽的第二幅宽部6b。同样地，第二电极指7在位于第二边缘区域C2的部分具有第二幅宽部7b。
在本实施方式中，在IDT电极3的中央区域B中，占空比为0.45。在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中，占空比为0.62以上且0.73以下。由此，第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中的声速比中央区域B中的声速低。在第一边缘区域C1中构成第一低声速区域L1。在第二边缘区域C2中构成第二低声速区域L2。
在本说明书中，也有时将第一低声速区域L1和第二低声速区域L2仅记载为低声速区域。低声速区域是声速比中央区域B低的区域。这里，将中央区域B中的声速设为V1，将第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中的声速设为V2。在如本实施方式那样在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中分别构成第一低声速区域L1和第二低声速区域L2的情况下，为V2＜V1。
然而，第一电极指6和第二电极指7的在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中的至少一个区域中的宽度比在中央区域B中的宽度宽即可。由此，在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中，占空比为0.62以上且0.73以下即可。
在第一间隔区域D1中，仅设置有第一电极指6和第二电极指7中的第一电极指6。由此，第一间隔区域D1中的声速比中央区域B中的声速高。在第一间隔区域D1中构成第一高声速区域H1。同样地，在第二间隔区域D2中，仅设置有第一电极指6和第二电极指7中的第二电极指7。由此，第二间隔区域D2中的声速比中央区域B中的声速高。在第二间隔区域D2中构成第二高声速区域H2。
在本说明书中，也有时将第一高声速区域H1和第二高声速区域H2仅记载为高声速区域。高声速区域是声速比中央区域B高的区域。这里，将第一间隔区域D1和第二间隔区域D2中的声速设为V3。在如本实施方式那样在第一间隔区域D1和第二间隔区域D2中分别构成第一高声速区域H1和第二高声速区域H2的情况下，为V1＜V3。
各区域中的声速的关系成为V2＜V1＜V3。图2示出上述那样的各声速的关系。需要说明的是，在图2中的表示声速的关系的部分，如箭头V所示，示出表示各声速的高度的线越位于左侧则声速越高。在图2以外的图中也是同样的。需要说明的是，在第一开口部形成区域F1和第二开口部形成区域F2中也分别构成高声速区域。
在本实施方式中，IDT电极3包括从压电性基板2侧起将Ti层、AlCu层及Ti层按照该顺序层叠的层叠金属膜。Ti层是紧贴层，AlCu层是主电极层，Ti层是紧贴层。需要说明的是，主电极层中的Cu的含有率为2重量％以下。这里，在本说明书中，主电极层是指占据IDT电极的质量的50％以上的层。
反射器8A和反射器8B的材料也是与IDT电极3同样的材料。需要说明的是，IDT电极3、反射器8A及反射器8B的材料不限定于上述。或者，例如IDT电极3也可以仅包括主电极层。
在压电性基板2上也可以设置布线用电极。在IDT电极3的第一汇流条4上和第二汇流条5上也可以层叠布线用电极的一部分。在该情况下，IDT电极3经由布线用电极而与外部电连接。
本实施方式的特征在于，弹性波装置1具有以下的结构。1)IDT电极3的第一电极指6和第二电极指7在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中分别具有第一幅宽部6a、第一幅宽部7a、第二幅宽部6b及第二幅宽部7b。2)在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中，占空比为0.62以上且0.73以下。由此，能够更加可靠地降低低声速区域中的声速。由此，能够更加可靠地使活塞模式成立，能够更加可靠地抑制横模式。以下，通过比较本实施方式、第一比较例及第二比较例，来说明其详情。
准备了多个第一比较例的弹性波装置。第一比较例在压电性基板是仅包括压电体层的压电基板这一点与第一实施方式不同。需要说明的是，第一比较例中的压电基板为铌酸锂基板。在多个比较例的弹性波装置之间，IDT电极的边缘区域中的占空比不同。在上述多个弹性波装置中，调查了边缘区域中的声速V2与中央区域中的声速V1的声速比V2/V1。
图3是示出第一比较例的弹性波装置中的IDT电极的边缘区域中的占空比与声速比V2/V1之间的关系的图。需要说明的是，中央区域中的占空比为0.45。
如图3所示，可知在压电性基板仅包括压电体层的情况下，边缘区域中的占空比越大则声速比V2/V1越小。在图3所示的情况下，中央区域中的声速V1是固定的。因此，边缘区域中的占空比越大则边缘区域中的声速V2越低。这样，可知在压电性基板仅包括压电体层的情况下，不会产生当占空比变大时边缘区域中的声速V2变高这样的上述问题。
另一方面，准备了具有与第一实施方式同样的结构的多个弹性波装置和多个第二比较例的弹性波装置。第二比较例的弹性波装置在边缘区域的占空比小于0.62这一点或者占空比超过0.73这一点与第一实施方式不同。在具有与第一实施方式同样的结构的多个弹性波装置之间，占空比和IDT电极的波长分别不同。同样地，在多个第二比较例的弹性波装置之间，占空比和IDT电极的波长也分别不同。调查了上述各弹性波装置的边缘区域中的声速V2。
以下整理示出上述多个弹性波装置的设计参数。需要说明的是，将由IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ。电极指间距是指相邻的第一电极指与第二电极指的电极指中心间距离。
支承基板：材料…Si
高声速膜：材料…SiN，膜厚…900nm
低声速膜：材料…SiO2，膜厚…600nm
压电体层：材料…50Y切割X传播的LiTaO3，膜厚…600nm
IDT电极：材料…从压电性基板侧起为Ti/AlCu/Ti，各层的膜厚…从压电性基板侧起为12nm/100nm/4nm
占空比：中央区域…0.45，边缘区域…在0.45以上且0.9以下的范围内变化
IDT电极的波长λ：1.5μm、2μm或2.5μm
保护膜：材料...SiO2，膜厚...35nm
图4是示出第一实施方式和第二比较例的IDT电极的边缘区域中的占空比与边缘区域的声速V2之间的关系的图。
如图4所示，在波长λ为2.5μm的情况下，当边缘区域中的占空比约为0.65时，声速V2最低。当占空比约为0.65以下时，占空比越大则声速V2越低。另一方面，当占空比约为0.65以上时，占空比越大则声速越高。在波长λ为1.5μm或2μm的情况下也为同样的趋势。这样，在压电性基板具有图1所示那样的层叠构造的情况下，当占空比过大时，声速变高。在第一实施方式中，边缘区域中的占空比为0.62以上且0.73以下。可知在该范围内，边缘区域中的声速特别低。
这里，在上述各弹性波装置中，调查了横模式中的纹波的强度。需要说明的是，此时，将波长λ设为2μm，将IDT电极的电极指的对数设为100对。在将交叉区域的沿着第二方向的尺寸设为交叉宽度时，将交叉宽度设为10λ。其他设计参数与上述是同样的。
图5是示出第一实施方式和第二比较例的IDT电极的边缘区域中的占空比与横模式中的纹波的强度之间的关系的图。
如图5所示，在第一实施方式中，与第二比较例相比能够抑制纹波。如上所述，在第一实施方式中，能够更加可靠且有效地降低边缘区域中的声速。因此，能够更加可靠地使活塞模式成立。因此，在第一实施方式中，能够更加可靠且有效地抑制横模式。
此外，在具有第一实施方式的结构的弹性波装置中，调查了IDT电极的边缘区域的长度与横模式中的纹波的强度之间的关系。需要说明的是，边缘区域的长度是指边缘区域的沿着第二方向y的尺寸。边缘区域中的占空比为0.65。
图6是示出在第一实施方式中边缘区域中的占空比为0.65的情况下的边缘区域的长度与横模式中的纹波的强度之间的关系的图。
如图6所示，可知在边缘区域的长度约为0.7λ时，横模式中的纹波的强度的绝对值成为极小值。边缘区域的长度优选为0.49λ以上且0.93λ以下。在该情况下，能够将横模式中的纹波的强度的绝对值设为1dB以下，能够更进一步抑制横模式。边缘区域的长度更优选为0.6λ以上且0.9λ以下。在该情况下，能够更进一步有效地抑制横模式。
如上所述，在第一实施方式中，压电体层16为钽酸锂层，IDT电极3的主电极层为AlCu层。这里，压电体层16侧的Ti层的膜厚为12nm，主电极层上的Ti层的膜厚为4nm，使主电极层的膜厚变化。需要说明的是，主电极层中的Cu的含有率为2重量％以下。这里，将压电体层16的膜厚设为LT膜厚，将第一电极指6和第二电极指7的膜厚设为电极膜厚。需要说明的是，LT膜厚和电极膜厚是由波长λ标准化的波长标准化膜厚。此外，第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中的声速成为最低的第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中的占空比为最佳占空比。在该情况下，LT膜厚和电极膜厚优选在下述的式1中最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内。由此，能够更加可靠地抑制横模式。以下对此进行说明。
[数式1]
数式1最佳占空比＝0.66831566544375+0.821829726029454×((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)+0.0377723825227273×((″LT膜厚[λ]″)-0.275)+5.41169053151292×(((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)×((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)-0.00053125)+(-0.325118002174692)×(((″电极膜厚[λ]″)-0..0625000000000001)×((″LT膜厚[λ]″)-0.275))+(-0.0722908233901528)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.275)×((″LT膜厚[λ]″)-0.275)-0.020625) …式1
在求出图4所示的边缘区域中的占空比与声速V2之间的关系时，如上所述，将IDT电极3的主电极层的膜厚设为100nm，将压电体层16的膜厚设为600nm。在波长λ为2.5μm的情况下，LT膜厚为0.24λ，电极膜厚为0.04λ(在式1中，代入“LT膜厚[λ]”＝0.24，“电极膜厚[λ]”＝0.04)。此时，如上所述，在边缘区域中的占空比约为0.65的情况下，声速V2最低。在该情况下，能够有效地抑制横模式。因此，在LT膜厚为0.24λ且电极膜厚为0.04λ的情况下，边缘区域中的最佳占空比约为0.65。求出了这样的最佳占空比与LT膜厚及电极膜厚的关系。
图7是示出LT膜厚、电极膜厚与IDT电极的边缘区域中的最佳占空比之间的关系的图。
在图7中，例如，表示0.62的曲线示出IDT电极3的边缘区域中的最佳占空比为0.62的情况下的LT膜厚与电极膜厚的关系。同样地，在图7中，示出最佳占空比为从0.62以0.005的增量增至0.73为止的各个值的情况下的LT膜厚与电极膜厚的关系。满足全部的这些关系的式子是上述式1。因此，在式1中采用最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内的LT膜厚和电极膜厚的情况下，能够更加可靠地抑制横模式。
IDT电极3的主电极层也可以为Al层。在该情况下，主电极层中的Cu的含有率为0重量％。即便在主电极层为Al层的情况下，当在式1中采用最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内的LT膜厚和电极膜厚时，也能够更加可靠地抑制横模式。需要说明的是，如第一实施方式那样，IDT电极3在不损害上述效果的范围内也可以具有紧贴层等。
如上所述，IDT电极3不限于包括Ti层、AlCu层及Ti层的层叠金属膜的情况。以下，示出用于IDT电极的材料的结构与第一实施方式不同的第一变形例～第四变形例。在第一变形例～第四变形例中，也与第一实施方式同样地，能够提高Q值，并且能够更加可靠地抑制横模式。
在第一变形例中，IDT电极具有Cu层。在本变形例中，Cu层为IDT电极的主电极层。将Cu层的膜厚设为Cu膜厚。这里，与第一实施方式同样地，求出了最佳占空比、LT膜厚以及Cu膜厚的关系。LT膜厚和Cu膜厚优选在下述的式2中最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内。由此，能够更加可靠地抑制横模式。需要说明的是，IDT电极在不损害上述效果的范围内也可以具有紧贴层等。
[数式2]
数式2最佳占空比＝0.722361035255556+0.0561123231333331×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.450142117104374×((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)+(-0.189939099134199)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+0.0947647208080766×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)+5.94554881734021×(((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)×((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)-0.000824999999999999) …式2
在第二变形例中，IDT电极具有Pt层和Al层。Pt层直接地层叠在压电体层上。Al层直接地层叠在Pt层上。在本变形例中，Pt层是IDT电极的主电极层。Al层是导电辅助层。在本说明书中，导电辅助层是指电阻比主电极层低的层。将Pt层的膜厚设为Pt膜厚，将Al层的膜厚设为Al膜厚。这里，与第一实施方式同样地，求出了最佳占空比、LT膜厚、Pt膜厚及Al膜厚的关系。LT膜厚、Pt膜厚及Al膜厚优选在下述的式3中最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内。由此，能够更加可靠地抑制横模式。
[数式3]
数式3最佳占空比＝0.706311420324445+0.0515443705199995×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.340692430577689×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+.1.92242704222223×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)+(-0.1623038581645)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+0.0686507973333415×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+5.08720585142787×(((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)-0.0003125)+0.292474862666682×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)+(-22.1884852444445)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)+-63.3669675555578×(((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)-0.00005) …式3
需要说明的是，IDT电极在不损害上述效果的范围内也可以具有紧贴层等。例如，Pt层也可以经由紧贴层间接地层叠在压电体层上。Al层也可以经由扩散防止层间接地层叠在Pt层上。
在第三变形例中，IDT电极具有W层和Al层。W层直接地层叠在压电体层上。Al层直接地层叠在W层上。在本变形例中，W层是IDT电极的主电极层。Al层是导电辅助层。将W层的膜厚设为W膜厚，将Al层的膜厚设为Al膜厚。这里，与第一实施方式同样地，求出了最佳占空比、LT膜厚、W膜厚及Al膜厚的关系。LT膜厚、W膜厚及Al膜厚优选在下述的式4中最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内。由此，能够更加可靠地抑制横模式。需要说明的是，IDT电极也可以与第二变形例同样地在不损害上述效果的范围内具有紧贴层、扩散防止层等。
[数式4]
数式4最佳占空比＝0.670366655408889+0.0569799749733328×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.601791697955469×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+0.0898163408888796×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)+(-0.186654102147184)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+0.00960756266667166×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+4.24356009650733×(((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)-0.0003125)+0.54235624266667×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)+(-19.6658167822222)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)+154875977777752×(((″W膜厚[λ]″)-0.0125)×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)-0.00005) …式4
在第四变形例中，IDT电极具有Mo层和Al层。Mo层直接地层叠在压电体层上。Al层直接地层叠在Mo层上。在本变形例中，Mo层是IDT电极的主电极层。Al层是导电辅助层。将Mo层的膜厚设为Mo膜厚，将Al层的膜厚设为Al膜厚。这里，与第一实施方式同样地，求出了最佳占空比、LT膜厚、Mo膜厚及Al膜厚的关系。LT膜厚、Mo膜厚及Al膜厚优选在下述的式5中最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内。由此，能够更加可靠地抑制横模式。需要说明的是，也可以与第二变形例同样地，IDT电极在不损害上述效果的范围内具有紧贴层、扩散防止层等。然而，更具体而言，式2～式5中的Cu膜厚、Pt膜厚、Al膜厚、W膜厚、Mo膜厚是第一电极指6和第二电极指7中的膜厚。
[数式5]
数式5最佳占空比＝0.650578355337778+0.0565759044933328×((″LT膜厚[λ]″)0.3)+0.896476823999908×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+(-0.835424887999999)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)+(-0.182142102839825)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+(-0.0337296554666596)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+3.10610546793597×(((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″AI膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)-0.0003125)+0.286014725333341×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)+(-8.1523516622225)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)+63.3934203174576×(((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)-0.00005) …式5
图8是第一实施方式的第五变形例的弹性波装置的示意性正面剖视图。
在本变形例中，高声速材料层是高声速支承基板24。压电性基板22是将高声速支承基板24、低声速膜15以及压电体层16按照该顺序层叠的层叠基板。在该情况下也与第一实施方式同样地，能够提高Q值，并且能够更加可靠地抑制横模式。
作为高声速支承基板24的材料，例如能够使用将硅、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、水晶、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、DLC膜或金刚石等上述材料作为主成分的介质。
图9是第二实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
本实施方式在IDT电极33的第一汇流条34和第二汇流条35不具有开口部形成区域这一点以及反射器38A和反射器38B分别不具有第一开口部和第二开口部这一点与第一实施方式不同。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置31具有与第一实施方式同样的结构。
在本实施方式中，IDT电极33的第一电极指6和第二电极指7在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中分别也具有第一幅宽部6a、第一幅宽部7a、第二幅宽部6b及第二幅宽部7b。在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中，占空比为0.62以上且0.73以下。由此，能够更加可靠地降低低声速区域中的声速。由此，能够更加可靠地使活塞模式成立，能够更加可靠地抑制横模式。
在上述的第一实施方式及其变形例以及第二实施方式中，第一电极指和第二电极指分别具有第一幅宽部和第二幅宽部。由此，构成了低声速区域。需要说明的是，除此之外，也可以通过设置质量附加膜来构成低声速区域。通过以下的第二实施方式的第一变形例～第三变形例来示出该例。在第一变形例～第三变形例中，也能够与第二实施方式同样地更加可靠地抑制横模式。
在图10所示的第一变形例中，在第一边缘区域C1中，在多个第一电极指6上和多个第二电极指7上设置有多个质量附加膜39A。更具体而言，在各第一电极指6上和各第二电极指7上分别设置有质量附加膜39A。同样地，在第二边缘区域C2中，在多个第一电极指6上和多个第二电极指7上设置有多个质量附加膜39A。质量附加膜39A可以使用金属膜，也可以使用电介质膜。在金属膜的情况下，能够使用Pt、W、Au等，在电介质膜的情况下，能够使用Ta2O5、HfO2、WO3等。需要说明的是，在第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中，也可以分别将带状的质量附加膜设置在多个第一电极指6上和多个第二电极指7上。在该情况下，作为带状的质量附加膜而使用电介质膜。
在图11所示的第二变形例中，在IDT电极33与压电性基板2之间设置有质量附加膜39B。更具体而言，在第一边缘区域C1中，在第一电极指6及第二电极指7与压电体层16之间设置有带状的质量附加膜39B。同样地，在第二边缘区域C2中，在第一电极指6及第二电极指7与压电体层16之间设置有带状的质量附加膜39B。各质量附加膜39B也到达第一边缘区域C1和第二边缘区域C2中的未设置第一电极指6和第二电极指7的部分。作为带状的质量附加膜39B，与上述同样地使用电介质膜。需要说明的是，也可以将图10所示的多个质量附加膜39A设置在第一电极指6及第二电极指7与压电体层16之间。
在图12所示的第三变形例中，在IDT电极33中的位于中央区域B的部分以外的部分与压电性基板2之间设置有质量附加膜39C。更具体而言，在第一边缘区域C1和第一间隔区域D1中，在多个第一电极指6及多个第二电极指7与压电体层16之间设置有质量附加膜39C。此外，质量附加膜39C到达第一汇流条34与压电体层16之间。同样地，在第二边缘区域C2和第二间隔区域D2中，在多个第一电极指6及多个第二电极指7与压电体层16之间设置有质量附加膜39C。此外，质量附加膜39C到达第二汇流条35与压电体层16之间。各质量附加膜39C为片状，也到达第一边缘区域C1和第一间隔区域D1以及第二边缘区域C2和第二间隔区域D2中的未设置第一电极指6和第二电极指7的部分。
附图标记说明
1…弹性波装置；
2…压电性基板；
3…IDT电极；
4…第一汇流条；
4a…第一内侧汇流条部；
4b…第一连接电极；
4c…第一外侧汇流条部；
4d…第一开口部；
5…第二汇流条；
5a…第二内侧汇流条部；
5b…第二连接电极；
5c…第二外侧汇流条部；
5d…第二开口部；
6、7…第一电极指、第二电极指；
6a、7a…第一幅宽部；
6b、7b…第二幅宽部；
8A、8B…反射器；
8a、8b…第一开口部；
8c、8d…第二开口部；
9…保护膜；
13…支承基板；
14…高声速膜；
15…低声速膜；
16…压电体层；
22…压电性基板；
24…高声速支承基板；
31…弹性波装置；
33…IDT电极；
34、35…第一汇流条、第二汇流条；
38A、38B…反射器；
39A～39C…质量附加膜；
A…交叉区域；
B…中央区域；
C1、C2…第一边缘区域、第二边缘区域；
D1、D2…第一间隔区域、第二间隔区域；
E1、E2…第一内侧汇流条区域、第二内侧汇流条区域；
F1、F2…第一开口部形成区域、第二开口部形成区域；
G1、G2…第一外侧汇流条区域、第二外侧汇流条区域；
H1、H2…第一高声速区域、第二高声速区域；
L1、L2…第一低声速区域、第二低声速区域。
Claims (10)
1.一种弹性波装置，具备：
高声速材料层；
低声速膜，其设置在所述高声速材料层上；
压电体层，其设置在所述低声速膜上，包括钽酸锂；以及
IDT电极，其设置在所述压电体层上，
在所述高声速材料层传播的体波的声速比在所述压电体层传播的弹性波的声速高，
在所述低声速膜传播的体波的声速比在所述压电体层传播的体波的声速低，
所述IDT电极具有相对置的第一汇流条和第二汇流条、一端与所述第一汇流条连接的多个第一电极指以及一端与所述第二汇流条连接且与所述多个第一电极指相互交替插入的多个第二电极指，
在将弹性波传播方向设为第一方向且将与所述第一方向正交的方向设为第二方向时，所述第一电极指与所述第二电极指在所述第一方向上重叠的部分是交叉区域，所述交叉区域具有位于所述第二方向上的中央侧的中央区域、配置在所述中央区域的所述第一汇流条侧的第一边缘区域以及配置在所述中央区域的所述第二汇流条侧的第二边缘区域，所述IDT电极具有位于所述第一边缘区域与所述第一汇流条之间的第一间隔区域以及位于所述第二边缘区域与所述第二汇流条之间的第二间隔区域，
所述第一电极指和所述第二电极指的在所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的至少一个区域中的宽度比在所述中央区域中的宽度宽，
所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比为0.62以上且0.73以下。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中，分别构成声速比所述中央区域低的低声速区域，
在所述第一边缘区域的所述第二方向上的外侧和所述第二边缘区域的所述第二方向上的外侧，分别构成声速比所述中央区域高的高声速区域。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
在所述第一间隔区域和所述第二间隔区域中，分别构成所述高声速区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有主电极层，
所述主电极层是Al层或AlCu层，
所述主电极层中的Cu的含有率为2重量％以下，
在将所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的声速成为最低的所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比设为最佳占空比、将所述压电体层的膜厚设为LT膜厚、将所述IDT电极的所述第一电极指和所述第二电极指中的所述主电极层的膜厚设为电极膜厚时，所述LT膜厚和所述电极膜厚在下述的式1中所述最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内，
[数式1]
数式1 最佳占空比＝0.66831566544375+0.821829726029454×((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)+0.0377723825227273×((″LT膜厚[λ]″)-0.275)+5.41169053151292×(((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)×((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)-0.00053125)+(-0.325118002174692)×(((″电极膜厚[λ]″)-0.0625000000000001)×((″LT膜厚[λ]″)-0.275))+(-0.0722908233901528)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.275)×((″LT膜厚[λ]″)-0.275)-0.020625) ···式1。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有Cu层，
在将所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的声速成为最低的所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比设为最佳占空比、将所述压电体层的膜厚设为LT膜厚、将所述IDT电极的所述第一电极指和所述第二电极指中的所述Cu层的膜厚设为Cu膜厚时，所述LT膜厚和所述Cu膜厚在下述的式2中所述最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内，
[数式2]
数式2
最佳占空比＝0.722361035255556+0.0561123231333331×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.450142117104374×((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)+(-0.189939099134199)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+0.0947647208080766×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)+5.94554881734021×(((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)×((″Cu膜厚[λ]″)-0.055)-0.000824999999999999) …式2。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有层叠在所述压电体层上的Pt层和层叠在所述Pt层上的Al层，
在将所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的声速成为最低的所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比设为最佳占空比、将所述压电体层的膜厚设为LT膜厚、将所述IDT电极的所述第一电极指和所述第二电极指中的所述Pt层和所述Al层的膜厚分别设为Pt膜厚和Al膜厚时，所述LT膜厚、所述Pt膜厚及所述Al膜厚在下述的式3中所述最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内，
[数式3]
数式3
最佳占空比＝0.706311420324445+0.0515443705199995×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.340692430577689×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+1.92242704222223×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)+(-0.1623038581645)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+0.0686507973333415×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+5.08720585142787×(((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)-0.0003125)+0.292474862666682×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)+(-22.1884852444445)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)+-63.3669675555578×(((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)×((″Pt膜厚[λ]″)-0.0125)-0.00005) …式3。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有层叠在所述压电体层上的W层和层叠在所述W层上的Al层，
在将所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的声速成为最低的所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比设为最佳占空比、将所述压电体层的膜厚设为LT膜厚、将所述IDT电极的所述第一电极指和所述第二电极指中的所述W层和所述Al层的膜厚分别设为W膜厚和Al膜厚时，所述LT膜厚、所述W膜厚及所述Al膜厚在下述的式4中所述最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内，
[数式4]
数式4
最佳占空比＝0.670366655408889+0.0569799749733328×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.601791697955469×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+0.0898163408888796×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)+(-0.186654102147184)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+0.00960756266667166×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+4.24356009650733×(((″Al膜厚[λ]”)-0.0750000000000001)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)-0.0003125)+0.54235624266667×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)+(-19.6658167822222)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)+15.4875977777752×(((″W膜厚[λ]″)-0.0125)×((″W膜厚[λ]″)-0.0125)-0.00005) …式4。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极具有层叠在所述压电体层上的Mo层和层叠在所述Mo层上的Al层，
在将所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的声速成为最低的所述第一边缘区域和所述第二边缘区域中的占空比设为最佳占空比、将所述压电体层的膜厚设为LT膜厚、将所述IDT电极的所述第一电极指和所述第二电极指中的所述Mo层和所述Al层的膜厚分别设为Mo膜厚和Al膜厚时，所述LT膜厚、所述Mo膜厚及所述Al膜厚在下述的式5中所述最佳占空比成为0.62以上且0.73以下的范围内，
[数式5]
数式5
最佳占空比＝0.650578355337778+0.0565759044933328×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)+0.896476823999908×((″Al膜厚[λ]″)0.0750000000000001)+(-0.835424887999999)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)+(-0.182142102839825)×(((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)-0.0166666666666667)+(-0.0337296554666596)×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)+3.10610546793597×(((″AI膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″AI膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)-0.0003125)+0.286014725333341×((″LT膜厚[λ]″)-0.3)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)+(-8.1523516622225)×((″Al膜厚[λ]″)-0.0750000000000001)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)+63.3934203174576×(((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)×((″Mo膜厚[λ]″)-0.0125)-0.00005) …式5。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述高声速材料层为高声速支承基板。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备支承基板，
所述高声速材料层是设置在所述支承基板上的高声速膜。
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Legal Events
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