CN114586282A

CN114586282A - 弹性波装置

Info

Publication number: CN114586282A
Application number: CN202080073783.XA
Authority: CN
Inventors: 野添惣一朗
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-06-03
Also published as: US20220393665A1; JP7466562B2; WO2021079830A1; JPWO2021079830A1

Abstract

弹性波装置具备：压电膜；以及第一谐振器及第二谐振器，位于压电膜的上表面且包括IDT电极，该弹性波装置利用板波。压电膜的厚度比IDT电极的电极指的周期的2倍小。而且，所述电极指的占空比在所述第一谐振器与所述第二谐振器中不同。

Description

弹性波装置

技术领域

本公开涉及在谐振器以及带通滤波器等中使用的弹性波装置，更详细而言，涉及使用板波的弹性波装置。

背景技术

以往，提出了使用瑞利波或SH(shear horizontal)波等各种弹性波的弹性波装置。在专利文献1中公开了利用板波的弹性波装置。

专利文献1所公开的弹性波装置具备硅基板、层叠于硅基板上的声反射器、形成于该声反射器上的压电膜、以及压电膜上的IDT(interdigital transducer)电极。此外，声反射器交替地层叠高的弹性波阻抗膜和低的弹性波阻抗膜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特表2008-530874号公报

发明内容

本公开的一实施方式所涉及的弹性波装置，具备：压电膜；以及第一谐振器及第二谐振器，位于所述压电膜的上表面且分别包括IDT电极，该弹性波装置利用板波。所述压电膜的厚度小于所述第一谐振器及所述第二谐振器中的任意一个的所述IDT电极的电极指的周期的2倍。而且，所述电极指的占空比在所述第一谐振器与所述第二谐振器中不同。

本公开的一实施方式所涉及的弹性波装置具备：压电膜，包含106°Y旋转X传播的钽酸锂单晶、114°Y旋转X传播的钽酸锂单晶、或者105°Y旋转X传播的铌酸锂单晶中的任一种；以及第一谐振器及第二谐振器，位于所述压电膜的上表面且分别包括IDT电极，所述压电膜的厚度小于所述第一谐振器及所述第二谐振器中的任意一个的所述IDT电极的电极指的周期的2倍。而且，所述电极指的占空比在所述第一谐振器与所述第二谐振器中不同。

本公开的一实施方式所涉及的弹性波装置具备：支承基板；多层膜，位于所述支承基板上；压电膜，位于所述多层膜上；以及第一谐振器及第二谐振器，位于所述压电膜的上表面且分别包括IDT电极，所述压电膜的厚度小于所述第一谐振器及所述第二谐振器中的任意一个的所述IDT电极的电极指的周期，该弹性波装置利用板波。而且，所述多层膜具有第一层、和声阻抗比该第一层高的第二层，所述第一谐振器与所述第二谐振器的占空比为0.29以上且0.31以下。

附图说明

图1的(a)是本公开的一实施方式所涉及的弹性波装置的剖视图，图1的(b)是表示图1的(a)的主要部位的示意性俯视图。

图2是表示本公开的一实施方式所涉及的弹性波装置的电路图。

图3是表示以往的弹性波装置的频率特性的线图。

图4是表示以往的弹性波装置中的压电膜的厚度与寄生频率的相关性的线图。

图5是表示本公开的实施方式所涉及的弹性波装置中的压电膜的厚度与寄生频率的相关性的线图。

图6的(a)是表示以低频侧的谐振器为基准的谐振频率与占空比的相关性的线图，图6的(b)是表示以高频侧的谐振器为基准的谐振频率与占空比的相关性的线图。

图7是表示满足图6的(b)的谐振器的设计参数的表。

图8是表示图7所示的谐振器的频率特性的线图。

图9的(a)以及图9的(b)是表示本公开的实施方式所涉及的弹性波装置中的谐振器的压电膜的厚度、寄生频率与寄生强度的相关性的线图。

图10是表示本公开的另一实施方式所涉及的弹性波装置的剖视图。

图11是表示图10所示的弹性波装置所涉及的谐振器的压电膜的厚度、寄生频率与寄生强度的相关性的线图。

图12的(a)是表示以往的弹性波装置中的压电膜的厚度与寄生频率的相关性的线图，图12的(b)是表示本公开的另一实施方式所涉及的弹性波装置中的压电膜的厚度与寄生频率的相关性的线图。

图13的(a)以及图13的(b)是本公开的另一实施方式所涉及的弹性波装置中的谐振器的相当于图6的(a)以及图6的(b)的图。

图14的(a)以及图14的(b)是本公开的另一实施方式所涉及的弹性波装置中的谐振器的相当于图7以及图8的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的具体实施方式进行说明。

图1的(a)是本公开的一实施方式所涉及的弹性波装置的剖视图，图1的(b)是表示图1的(a)的主要部位的示意性俯视图。在图中定义相互正交的D1、D2以及D3轴，将厚度方向的正方向设为D3轴的正方向。

弹性波装置1是利用板波的弹性波装置。在该例子中，弹性波装置1具备：支承基板3、位于支承基板3上的多层膜5、位于多层膜5上的压电膜7、以及位于压电膜7上的IDT电极9。另外，弹性波装置1具备分别包含IDT电极9的第一谐振器以及第二谐振器。第一谐振器以及第二谐振器通过后述的压电膜7的厚度的设计以及IDT电极9的设计而分别具有期望的谐振频率，并且抑制寄生。

支撑基板3只要能够支撑位于其上部的多层膜5以及压电膜7，则对材料没有特别限定。例如，能够使用Si基板、陶瓷基板、玻璃基板、有机基板或者蓝宝石基板。此外，例如能够使用由石英(SiO₂)、铌酸锂(LiNbO₃：以下称为LN)或者钽酸锂(LiTaO₃：以下称为LT)等构成的压电结晶基板。支承基板3可以由1种材料构成。

支承基板3的厚度只要能够支承位于上部的构造就没有特别限定，例如也可以设为50μm～250μm。

多层膜5位于支撑基板3上。支撑基板3与多层膜5可以直接接合，也可以经由未图示的接合层、平坦化层和/或密接层等间接地接合。

多层膜5通过交替地层叠第一层11和第二层13而构成。这些材料例如可以适当选择为第二层13的声阻抗比第一层11的声阻抗高。由此，例如，在两者的界面，弹性波的反射率变得比较高。其结果，例如能够减少在压电膜7中传播的弹性波的泄漏。具体而言，例如，第一层11的材料可以为二氧化硅(SiO₂)。在该情况下，第二层13的材料例如可以为五氧化钽(Ta₂O₅)、氧化铪(HfO₂)、二氧化锆(ZrO₂)、氧化钛(TiO₂)或者氧化镁(MgO)。

多层膜5的层叠数可以适当设定。例如，多层膜5可以将第一层11以及第二层13的合计的层叠数设为3层以上且12层以下。其中，多层膜5也可以由1层的第一层11和1层的第二层13的合计2层构成。此外，多层膜5的合计的层叠数可以是偶数，也可以是奇数。与压电膜7相接的层例如为第一层11。与基板3相接的层可以是第一层11，也可以是第二层13。

第一层11以及第二层13的厚度例如可以决定为板波的反射率变高。在后面的说明中，作为第一层11以及第二层13的厚度的具体例，示出0.20μm以及0.17μm等的值。第一层11以及第二层13的厚度也可以以例示的值为中心在±0.01μm的范围内设定。

压电膜7的材料例如可以使用LT、LN、氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)或者水晶等。使用这样的压电材料，能够有效地激励板波。

具体而言，例如，在压电膜7的材料为LT的情况下，压电膜7可以通过欧拉角(φ，θ，ψ)而被表示为(0°±20°，-5°以上且65°以下，0°±10°)。在另一观点中，压电膜7可以是旋转Y切割X传播的膜，此外，Y轴可以相对于压电膜7的法线(D3轴)以85°以上且155°以下的角度倾斜。此外，也可以使用以与上述等效的欧拉角表示的压电膜7。例如，作为与上述等效的欧拉角，可以举出(180°±10°，-65°～5°，0°±10°)以及φ加上或减去120°而得到的欧拉角。

此外，例如，在压电膜7的材料为LN的情况下，压电膜7可以通过欧拉角(φ，θ，ψ)而被表示为(0°，0°±20°，A°)。其中，A°是0°以上且360°以下的值。即，A°可以取任意的角度。

压电膜7的厚度相对于后述的IDT电极9的电极指17的间距p(设置有2个以上的谐振器(IDT电极)的情况下例如为最小)设为小于2p的值。由于弹性波装置1的压电膜7的厚度极薄，因此在对IDT电极9施加了电压时高效地激励板波。进而，通过将向多层膜5侧泄漏的板波向压电膜7侧反射，能够减少所产生的板波的损耗，提高在压电膜7中传播的板波的能量强度。

此外，压电膜7的厚度也可以设为小于1p。在该情况下，能够以能稳定地制造IDT电极9的电极指17的程度的大小的间距p高效地激励板波。进而，压电膜7的厚度也可以小于0.6p。在该情况下，能够减少后述的寄生。另外，作为板波，例如能够例示A1模式的兰姆波等。

另外，板波根据位移分量被分类为兰姆波(弹性波传播方向以及压电膜厚度方向的分量为主)和SH波(SH分量为主)。进而，兰姆波被分类为对称模式(S模式)和反对称模式(A模式)。在以压电膜厚度的一半的线折返时，将位移重叠的设为对称模式，将位移为相反方向的设为反对称模式。在此，A1模式兰姆波是1次反对称模式兰姆波。

IDT电极9例如由金属形成。金属可以是适当的种类，例如是铝(Al)或者以Al为主要成分的合金(Al合金)。Al合金例如是铝-铜(Cu)合金。另外，IDT电极9也可以由多个金属层构成。例如，也可以在Al或者Al合金与压电膜7之间设置由用于强化它们的接合性的钛(Ti)构成的比较薄的层。IDT电极9的厚度可以适当地设定。例如，IDT电极9的厚度可以为0.04p以上且0.2p以下。

如图1的(b)所示，IDT电极9包括一对梳齿状电极15。梳齿状电极15具备多个相当于该齿的电极指17，该电极指17被配置为相互错开地啮合(以使得交叉)。

电极指17在重复排列方向(板波的传播方向)上以间距p排列。另外，间距p表示电极指17的重复排列方向(板波的传播方向)上的宽度的中心的间隔。而且，设电极指17的重复排列方向上的宽度为w，以w/p表示IDT电极9的占空比。

多个电极指17的间距(周期)p(相互相邻的2根电极指17的中心间距离)在IDT电极9内基本上是恒定的。另外，IDT电极9也可以在一部分具有针对间距p特异的部分。作为特异的部分，例如可以举出间距p比大部分(例如8成以上)窄的窄间距部、间距p比大部分宽的宽间距部、实质上间隔剔除少量的电极指17的间隔剔除部。

以下，在称为间距p的情况下，只要没有特别说明，是指除了上述那样的特异部分以外的部分(多个电极指17的大部分)的间距。此外，在除了特异部分以外的大部分的多个电极指17中，在间距变化的情况下，也可以将大部分的多个电极指17的间距的平均值用作间距p的值。对于IDT电极9的占空比也是同样的。

另外，IDT电极9也可以具备虚设电极等。此外，弹性波装置1也可以具备覆盖IDT电极9的上部那样的绝缘膜。绝缘膜可以由1种材料构成，也可以是由互不相同的材料构成的多层的层叠体。作为绝缘膜的材料，例如可以使用SiO₂、Si₃N₄或者Ta₂O₅等。

关于IDT电极9的间距p以及占空比，在后面叙述。此外，也可以在IDT电极9的电极指17的排列方向的两侧设置反射器电极。

IDT电极9作为将T1和T2设为高频信号的输入输出端子的1端口谐振器发挥功能。而且，如图2所示，通过将该谐振器连接为梯型，能够构成带通型的滤波器。图2是表示弹性波装置1的电路结构的图。

在图2中，在弹性波装置1中，多个串联谐振器S(S1～S3)和多个并联谐振器P(P1～P3)在In和Out的各端子之间连接成梯型。而且，各个谐振器S以及P由图1的(b)所示的IDT电极9构成。另外，在图2中，简化地示出IDT电极9的形状。

为了使弹性波装置1作为带通滤波器发挥功能，需要使谐振频率在串联谐振器S和并联谐振器P中不同。谐振频率f是声速V除以波长λ而得到的值(f＝V/λ)。在此，波长λ由2p表示。由此，如果是以往的弹性波装置，则由于声速V恒定，因此通过变更IDT电极的间距p，能够以比例函数调整谐振频率。

相对于此，实施方式所涉及的弹性波装置1有时仅通过使用板波来调整IDT电极9的间距p，是难以调整频率的。这是因为板波的声速在压电膜7的厚度薄的情况下变快。更详细而言，若为了降低谐振频率f而增大间距p，则波长λ也变大。另一方面，由于压电膜7相对于λ的相对厚度变小，因此声速V变快。若将该关系应用于f＝V/λ的式子，则即便想要降低频率f而增大λ，伴随于此，声速V也变大，谐振频率f的变化变小。由此，难以将频率f调整为期望的值。这是在将谐振频率不同的谐振器设置于相同厚度的压电膜7的情况下所特有的课题。

因此，在实施方式所涉及的弹性波装置1中，在串联谐振器S和并联谐振器P中，除了使IDT电极9的间距p不同之外，通过使占空比也不同，将串联谐振器S与并联谐振器P的谐振频率调整为期望的值。通过使占空比变化，也能够使谐振频率f变化，此外，占空比的变化与声速V的相关性低，因此能够有效地使谐振频率变化。

一般而言，由于串联谐振器S(第一谐振器)的谐振频率比并联谐振器P(第二谐振器)的谐振频率高，因此通过使串联谐振器S的间距p1小于并联谐振器P的间距p2，并且使串联谐振器S的占空比小于并联谐振器P的占空比，能够得到期望的谐振频率。

按照下述规格制作上述实施方式的弹性波装置1。

压电膜7：材料 LT、切割角114°Y切割X传播

多层膜5：层叠数 8层

第一层11：材料 SiO₂，厚度0.2μm，层数4

第二层13：材料 HfO₂，厚度0.17μm，层数4

IDT电极9：材料 Al、厚度

串联谐振器S：间距p1 1.0265μm、占空比0.3

并联谐振器P：间距p2 1.2607μm、占空比0.55

支承基板3：材料Si、厚度 200μm

此外，为了进行比较，作为比较例1准备除了在串联谐振器S和并联谐振器P中使占空比相同这一点以外同样地构成的弹性波装置。另外，在比较例1中，串联谐振器S与并联谐振器P的间距p成为在假定声速V恒定的情况下能够得到期望的频率差的值。

在该情况下，弹性波装置1的串联谐振器S的谐振频率f1为5439MHz，并联谐振器P的谐振频率f2为5052MHz。相对于此，比较例1的串联谐振器的谐振频率为5439MHz，并联谐振器的谐振频率为5190MHz。这在以谐振频率与反谐振频率的差分即Δf进行比较时，弹性波装置1为387MHz，与此相对，比较例1为249MHz，确认未得到充分的频率变化。

也可以在2个谐振器之间，在将声速V假定为恒定时得到期望的频率差的间距的差以上，在取得了间距差的基础上，进而在扩大其频率差的方向上对占空比也赋予差。即，也可以在使间距变化为频率的变化率以上的基础上使占空比不同。换言之，可以设为f1/f2＜p2/p1。在这种情况下，进一步容易实现期望的频率差。具体而言，在声速V恒定的情况下，f1/f2＝p2/p1。在上述的例子中，f1/f2为1.07，频率的变化率为7％，但p2/p1为1.228，间距的变化率为约23％。

这样的间距以及占空比的调整在特别实现的滤波器的频带宽时变得重要。具体而言，在相对带宽为4％以上时，重要性变高。如众所周知，相对带宽(或比频带)是将带宽(通带)除以中心频率(带宽的中心的频率)而得到的比。作为带宽，例如可以举出-3dB带宽。

(压电膜7的厚度与IDT电极9的间距的关系)

在使用板波的谐振器中产生无数个寄生。这样的寄生可以通过压电膜7的切割角、厚度、IDT电极9的间距p和/或厚度的最佳化等，在谐振频率以及反谐振频率之间减少。然而，如上所述，为了构成滤波器的通带，需要组合谐振频率不同的谐振器。在此，若使这些寄生减少的最佳结构与一方的谐振器匹配，则偏离另一方的谐振器的最佳结构，其结果是，作为弹性波装置1整体，寄生的影响可能变大。

图3表示仅使用间距使谐振频率不同地构成的情况下的谐振器特性。具体而言，将间距设为0.929μm、1.018μm、1.175μm。在实现的带宽较窄的情况下，能够利用具备至少2个不同的谐振频率的谐振器来实现滤波器，但在带宽较宽的情况下，如图3所示，需要具备多个(在本例中为3个)谐振频率的谐振器。

在图3中，横轴表示频率，纵轴表示阻抗的相位。相位的上升(相位的波峰的低频侧的边界)大体对应于谐振频率。相位的下降(相位的波峰的高频侧的边界)大体对应于反谐振频率。此外，在图中也示出了使用该谐振器来形成带通滤波器的情况下的频带。根据图3也可知，能够确认在通带内也产生寄生的情况。

在此，通过模拟求出使压电膜7的厚度变化时的谐振器的寄生产生频率。以下也同样，模拟通过有限元法(FEM)进行。FEM基于软件的依赖性较少，但例如也可以使用ANSYSMecanical Ver19.0。模拟的基本模型如下所述。

支承基板3：Si基板

多层膜5：8层

第一层11：材料 SiO₂、厚度 0.2μm、层数 4

第二层13：材料 HfO₂、厚度 0.17μm、层数 4

压电膜7：材料114°Y旋转X传播LT基板

IDT电极9：材料Al、占空比0.5、厚度0.13μm

另外，为了能够实现期望的谐振频率，在上述的条件下调整间距p。

在图4中，关于实现3个谐振频率(5050MHz、5250MHz、5450MHz)的谐振器，示出压电膜7的厚度与寄生的频率之间的相关性。另外，谐振频率仅通过间距p的变更来实现。作为参考，在图4中用双箭头表示使用图3所示的3个谐振频率来实现的滤波器的通带。通带具体为5.05GHz～5.35GHz。

在图4中，横轴是压电膜的厚度tLT(单位：μm)，纵轴是寄生的频率fsp(单位：MHz)。在各厚度中，绘制在产生阻抗的绝对值的极值的频率下进行，不仅绘制寄生的频率，还绘制谐振点的频率(谐振频率)。因此，在上述的谐振频率附近，与横轴大致平行地排列的多个标图点表示谐振频率。此外，剩余的多个标图点(大致来说，在相对于横轴倾斜的方向上排列的多个标图点)表示寄生的频率。如图4所示，即便在将压电膜的厚度设定为任意值的情况下，也能够确认寄生包含谐振频率附近而产生较多的样子。

相对于此，根据弹性波装置1，能够减少寄生的影响。将其结果示于图5。图5表示从图4的结果使占空比变化至0.3～0.55而成为寄生最少的情况下的结果。具体而言，将实现谐振频率5450MHz的谐振器R1的占空比设为0.3，将实现谐振频率5250MHz的谐振器R2的占空比设为0.3，将实现谐振频率5050MHz的谐振器R3的占空比设为0.55，描绘在各个谐振器R1～R3中产生的寄生的频率。

在图5中，在表示谐振器R1～R3的谐振频率的L1～L3中存在任何寄生都不重叠的区域(以下，称为无寄生区域)。具体而言，能够在谐振器R3的寄生的一模式M3(由三角形的标图点(plot)构成的多个排列中的M3的引出线所指)与谐振器R1的寄生的一模式M1(由圆形的标图点构成的多个排列中的M1的引出线所指)之间，确认用虚线包围的无寄生区域。这样的区域在图4中无法确认。这样，确认了通过不仅利用频率使间距p不同，而且占空比也不同，能够生成在谐振频率附近不产生寄生的无寄生区域。具体而言，在将压电膜7的厚度设为0.414μm±0.01μm时，能够抑制谐振频率附近的寄生的产生。

此外，也能够减小在比谐振频率靠高频侧产生的寄生的强度。图9的(a)及图9的(b)表示在谐振器R1与谐振子R3中产生的寄生的频率与基板厚度的关系。气泡的大小表示寄生强度。根据该图也可知，通过使基板的厚度在上述的范围内，能够减小比谐振频率靠高频侧、甚至比滤波器的通带靠高频侧的寄生强度。

图6的(a)以及图6的(b)表示实现这样的由模式M1和模式M3夹着的无寄生区域的谐振频率与占空比的关系。图6的(a)以及图6的(b)为了一般化，模拟了能够使为了构成滤波器而使用的多个谐振器中的1个谐振器的谐振频率进行了标准化时的、该1个谐振器以及其他的至少1个谐振器的标准化频率位于无寄生区域的条件。在图6的(a)及图6的(b)中，横轴为标准化频率(无单位)，纵轴为占空比(无单位)。

具体而言，图6的(a)以及图6的(b)如下那样地求出。

作为模拟的条件，在5050MHz～5450MHz的范围内对谐振频率进行各种设定，并且在0.2～0.7的范围内对占空比进行了各种设定。此外，通过所设定的占空比设定了间距p，以使得实现所设定的谐振频率。即，假定谐振频率以及占空比(以及间距p)相互不同的多个谐振器。多个谐振器的其他条件与上述的条件相同。

针对如上述那样设定的多个谐振器的每一个，通过模拟求出模式M1以及M3的寄生的产生频率。在另一观点中，针对每个谐振器，计算如图5那样绘制的特性。然后，针对每个谐振器，判定是否确保了模式M1以及M3的寄生不存在的无寄生区域。具体而言，大致判定在厚度tLT为0.40～0.42且频率为5050MHz～5450MHz的范围内，是否存在模式M1以及M3(以及其他的模式)的产生频率，如果不存在，则判定为可确保无寄生区域。

针对每个谐振频率，求出确保无寄生区域的上限的占空比和确保无寄生区域的下限的占空比。在图6的(a)以及图6的(b)中，所求出的上限以及下限的占空比由虚线表示。图6的(a)通过作为上述频率范围的下限的5050MHz来标准化横轴。图6的(b)通过作为上述频率范围的上限的5450MHz来标准化横轴。

在设计2个以上的谐振器的IDT电极9时，可以决定占空比与谐振频率的组合，以使得坐标位于在图6的(a)和/或图6的(b)中由虚线包围的封闭空间内。而且，也可以调整间距p，以使得能够以指定的占空比实现期望的谐振频率。另外，由于本发明使用板波，因此谐振频率fr例如为4GHz以上。

在弹性波装置1具有梯型滤波器的情况下，例如，在以多个并联谐振器P中谐振频率最低的并联谐振器的谐振频率为基准时，多个串联谐振器S以及多个并联谐振器P中的至少2个以上的占空比与谐振频率的关系可以在图6的(a)中虚线所示的范围内。和/或，在以多个串联谐振器S中谐振频率最高的串联谐振器的谐振频率为基准时，多个串联谐振器S以及多个并联谐振器P中的至少2个以上的占空比与谐振频率的关系可以在图6的(b)中虚线所示的范围内。

另外，在想要实现的频率差(谐振频率的差分)的划分比图6的(a)和/或图6的(b)所示的封闭空间的标准化频率方向上的扩展小的情况下，能够在封闭空间的范围内自由地选择划分的起点。即，在图6的(a)中，如两箭头所示，例如在以标准化频率实现相当于4％的划分A时，既可以使用标准频率1.0～1.04的范围，也可以使用从标准频率1.04开始的范围。

在图6的(a)中，将由位于虚线的内部的标准化频率和占空比的组合制作了谐振器Rx1-Rx5时的条件示于图7，将谐振器的频率特性示于图8。各谐振器的图7所示的设计值以外的条件如下所述。

支承基板3：Si基板

多层膜5：8层

第一层：材料SiO₂、厚度0.2μm

第二层：材料HfO₂、厚度0.17μm

压电膜7：材料114°Y旋转X传播LT基板、厚度0.406μm

IDT电极9：材料Al、厚度0.13μm

IDT电极9上的保护膜：材料SiO₂、厚度0.013μm

从图8也可明确知晓，各谐振器都在其他谐振器的谐振频率以及反谐振频率附近未确认到图3所示的寄生。特别是，在构成梯型滤波器的情况下，使并联谐振器的反谐振频率与串联谐振器的谐振频率大致一致而构成通带。在此，在图8中，若通过低频侧的谐振器的反谐振频率与高频侧的谐振器的谐振频率重叠的谐振器的组合进行确认，则能够确认在通带附近没有寄生。

进而，根据图8所示的谐振器的特性可知，在反谐振频率的高频侧也未确认到大的寄生，因此也能够降低对位于高频侧的其他滤波器等的影响。

根据以上，根据实施方式所涉及的弹性波装置1，通过使用板波，能够使超过5GHz的高谐振频率的谐振器位于相同厚度的压电膜7上，并且能够实现减少了寄生的频率特性。

此外，通过使间距p和占空比的双方不同来调整谐振频率，能够提供减少了损耗的弹性波装置1。作为其理由，例如，如已述那样，能够列举占空比对在压电膜中传播的弹性波的声速造成的影响小，在2个谐振器的各个谐振器中容易得到最佳设计的情况。此外，例如，如下所述，也可以举出多层膜5的影响。

构成多层膜5的第一层11和第二层13的膜厚以间距p为基础来提高反射率。在此，如上所述，为了构成滤波器的通带，间距p1与间距p2之差与通常的弹性波装置相比变大。因此，当将多层膜5的各层的厚度设定为最适合于一个谐振器时，会大大偏离另一个谐振器的最佳结构。在仅通过间距p的调整来实现期望的频率差的情况下，在2个谐振器中间距p的绝对值的差变大，因此在另一方的谐振器中损耗变大。相对于此，根据弹性波装置1，能够在2个谐振器之间减小间距p之差，因此能够减少多层膜与最佳膜厚结构的偏差，其结果，能够减少损耗。

另外，在上述的例子中，作为谐振频率不同的谐振器的例子，以构成梯型滤波器的串联谐振器和并联谐振器为例进行了说明，但并不限于此。例如，也可以在相同厚度的压电膜上配置2个以上的通带不同的滤波器，在构成一方的滤波器的谐振器和构成另一方的滤波器的谐振器中应用本公开所涉及的技术。此外，也可以将本公开所涉及的技术应用于构成1个滤波器的谐振器和与其连接的特性调整用的谐振器。

(另一实施方式)

在上述的例子中，以具备多层膜5和支承基板3的结构为例进行了说明，但也可以不具备它们。图10表示本公开的另一实施方式所涉及的弹性波装置1A的示意性剖视图。

弹性波装置1A将压电膜7直接配置于支承基板3且压电膜7中的与IDT电极9的位置重叠的位置处，在支承基板3形成有凹部3x。即，压电膜7成为隔着空隙支承于支承基板3的“膜片”形状。

图11是表示在图9的(a)的谐振器中没有多层膜、将支承基板3的形状设为图10所示的形状、其他的设计相同的情况下的压电膜厚度与寄生频率的关系的图。气泡的大小表示寄生强度。由图可知，在具备多层膜的情况和不具备多层膜的情况(膜片形状的情况)之间，能够确认寄生的强度、频率几乎没有差异。

根据该结果，多层膜是用于封闭板波的有用的构造，但对于本次研究的种类的寄生的减少不是必须的(在其他观点中，多层膜对本次研究的寄生造成的影响少)。

根据以上可知，与弹性波装置1相关的结果(例如，图5～图9)主要依赖于压电膜和电极指的设计，多层膜的有无、多层膜的材料或厚度、支承基板的有无、支承基板的材料或厚度等的依赖性低。

(另一实施方式)

在上述的例子中，以使用切割角114°的LT作为压电膜7的情况为例进行了说明，但也可以使用其他的切割角或者使用其他材料。

图12的(a)表示使用106°Y旋转X传播LT基板作为压电膜7时的相当于图4的图，图12的(b)表示相当于图5的图。根据这些图，即便在使切割角不同的情况下，通过调整占空比，也确认出现了成为无寄生的区域。

此外，作为压电膜，将使用105°Y旋转X传播LN基板(欧拉角(0°，15°，0°))时的相当于图6的(a)以及图6的(b)的图分别示于图13的(a)以及图13的(b)中，将使用105°Y旋转X传播LN基板(欧拉角(0°，15°，0°))时的相当于图7以及图8的图示于图14的(a)以及图14的(b)中。根据这些图能够确认，即便在使用LN基板的情况下，同样地通过调整占空比，也能够减少寄生。

另外，在图13的(a)～图14的(b)的模拟中，图14的(a)所示的设计值以外的条件如下。

支承基板3：Si基板

多层膜5：8层

第一层：材料SiO₂、厚度0.2μm

第二层：材料Ta₂O₅、厚度0.14μm

压电膜7：厚度0.386μm

IDT电极9：材料Al、厚度0.11μm

IDT电极9上的保护膜：材料SiO_2、厚度0.013μm

此外，在该结构中，在将多层膜5的结构设为如下的情况下也得到与图13的(a)～图14的(b)相同的结果。

多层膜5：8层

第一层：材料SiO₂、厚度0.2μm

第二层：材料Ta₂O₅、厚度0.16μm

(另一实施方式)

在图6的(a)以及图6的(b)中，在将占空比设为恒定的情况下，确认了能够在保持了无寄生区域的状态下进行调整的谐振频率宽度。其结果是，确认了能够将占空比设为0.29以上且0.31以下时能够将可调整的谐振频率幅度扩大到最大。这样，在使用板波的弹性波装置中，若将IDT电极的占空比设为比通常小的0.29以上且0.31以下，则在具有相互不同的谐振频率的多个谐振器的各个谐振器中，容易减少寄生。进而，在具有多个谐振器的弹性波装置中，容易减少寄生。在该情况下，也可以省略支承基板、多层膜，而将压电膜形成为所谓的膜片形状。

(另一实施方式)

考虑到压电膜的加工性等，压电膜的厚度也可以设为0.3p以上。在该情况下，能够从期望的膜厚实现差异少的厚度，其结果是，能够使电气特性良好。此外，若考虑寄生的影响，则压电膜的厚度也可以设为0.6p以下，因此也可以设为0.3p以上且0.6p以下。

在实施方式的说明中，以在2个谐振器之间使间距和占空比这两者相互不同的方式为例。其中，2个谐振器也可以仅占空比相互不同。例如，在1个滤波器内，多个串联谐振器有时为了对滤波器的特性进行微调整而使谐振频率稍微偏移。在这样的情况下，也可以在多个串联谐振器之间，间距相同，占空比相互不同。对于多个并联谐振器也是同样的。

-符号说明-

1…弹性波装置

3…支承基板

5…多层膜

7…压电膜

9…IDT电极。

Claims

1.一种弹性波装置，利用板波，具备：

压电膜；以及

第一谐振器及第二谐振器，位于所述压电膜的上表面且分别包括IDT电极，

所述压电膜的厚度小于所述第一谐振器及所述第二谐振器中任意一个的所述IDT电极的电极指的周期的2倍，

所述电极指的占空比在所述第一谐振器与所述第二谐振器中不同。

2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，

所述第一谐振器具备比所述第二谐振器的谐振频率高的谐振频率，

所述第一谐振器的所述电极指的周期小于第二谐振器的所述电极指的周期，

所述第一谐振器的所述电极指的占空比小于第二谐振器的所述电极指的占空比。

3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，

将所述第二谐振器的所述电极指的周期除以所述第一谐振器的所述电极指的周期所得的比大于将所述第一谐振器的谐振频率除以所述第二谐振器的谐振频率所得的比。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的弹性波装置，其中，

具备：

支承基板；以及

多层膜，位于所述支承基板上，

所述压电膜位于所述多层膜上。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的弹性波装置，其中，

构成多个串联谐振器和多个并联谐振器被连接成梯型的滤波器，

所述多个串联谐振器中的至少一个是所述第一谐振器，

所述多个并联谐振器中的至少一个是所述第二谐振器。

6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，

在将所述多个并联谐振器中的谐振频率最低的并联谐振器的谐振频率设为基准时，所述多个串联谐振器及所述多个并联谐振器中的至少2个以上的占空比与谐振频率的关系在图6的(a)中虚线所示的范围内，

或者

在将所述多个串联谐振器中的谐振频率最高的串联谐振器的谐振频率设为基准时，所述多个串联谐振器及所述多个并联谐振器中的至少2个以上的占空比与谐振频率的关系在图6的(b)中虚线所示的范围内。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的弹性波装置，其中，

具备在所述压电膜的下方交替层叠的第一层及第二层，

所述第一层包含SiO₂，其厚度为0.20μm±0.01μm，

所述第二层包含HfO₂，其厚度为0.17μm±0.01μm，

所述压电膜包含114°Y旋转X传播的钽酸锂单晶。

8.一种弹性波装置，具备：

压电膜，包含106°Y旋转X传播的钽酸锂单晶、114°Y旋转X传播的钽酸锂单晶或者105°Y旋转X传播的铌酸锂单晶中的任一种；以及

9.一种弹性波装置，利用板波，具备：

支承基板；

多层膜，位于所述支承基板上；

压电膜，位于所述多层膜上；以及

所述压电膜的厚度小于所述第一谐振器及所述第二谐振器中的任意一个的所述IDT电极的电极指的周期，

所述多层膜具有第一层和声阻抗比该第一层高的第二层，

所述第一谐振器与所述第二谐振器的占空比为0.29以上且0.31以下。