CN114641931A - 弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用碳化硅基板作为支承基板并能够抑制高阶模的弹性波装置。本发明的弹性波装置(1)具备：支承基板；压电体层，设置在支承基板上；以及IDT电极(5)，设置在压电体层上，并具有多个电极指。支承基板是碳化硅基板(2)，该碳化硅基板(2)是3C‑SiC型的立方晶构造。压电体层是钽酸锂层(4)或铌酸锂层。利用SH波作为主模。
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。在该弹性波装置中，在支承基板上设置有压电膜，并在压电膜上设置有IDT(Interdigital Transducer，叉指换能器)电极。对支承基板使用硅、碳化硅等。对压电膜使用钽酸锂、铌酸锂等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/086639号
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，根据本申请发明人的研究，明确了如下内容，即，根据上述那样的弹性波装置中的支承基板所使用的碳化硅的晶体的形态等，有可能产生由高阶模造成的大的杂散。
本发明的目的在于，提供一种使用碳化硅基板作为支承基板并能够抑制高阶模的弹性波装置。
用于解决技术问题的技术方案
本发明涉及的弹性波装置具备支承基板、设置在支承基板上的压电体层以及设置在压电体层上并具有多个电极指的IDT电极，支承基板是碳化硅基板，该碳化硅基板是3C-SiC型的立方晶构造，压电体层是钽酸锂层或铌酸锂层，该弹性波装置利用SH波作为主模。
发明效果
根据本发明，能够提供一种使用碳化硅基板作为支承基板并能够抑制高阶模的弹性波装置。
附图说明
图1是本发明的第1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1实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
图3是示出碳化硅的晶轴的定义的示意图。
图4是示出碳化硅的(100)面的示意图。
图5是示出碳化硅的(110)面的示意图。
图6是示出本发明的第1实施方式以及第1比较例中的高阶模的强度的图。
图7是示出钽酸锂层的切割角和关于SH波以及SV波的机电耦合系数的关系的图。
图8是示出IDT电极的厚度和Q值的关系的图。
图9是示出作为声表面波的传播方向的S方向和碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角的角度与主模的特性的关系的图。
图10是用于说明角度α的示意图。
图11是示出钽酸锂层的欧拉角中的θLT、角度α以及由瑞利波造成的杂散的机电耦合系数ksaw2的关系的图。
图12是示出碳化硅基板的欧拉角中的ψSiC和成为VLow＝VSH的IDT电极的厚度TIDT的关系的图。
图13是本发明的第1实施方式的变形例涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图14是示出低声速膜的厚度和相对带宽的关系的图。
图15是示出低声速膜的厚度和在主模的频率的1.5倍附近的频率处产生的高阶模的相位的关系的图。
图16是示出低声速膜的厚度和在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位的关系的图。
图17是示出低声速膜的厚度和瑞利模式的相位的关系的图。
图18是本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图19是示出本发明的第2实施方式以及第2比较例中的、在主模的频率的1.5倍附近产生的高阶模的强度的图。
图20是示出铌酸锂层的欧拉角中的θLN和SH波的机电耦合系数的关系的图。
图21是示出铌酸锂层的欧拉角中的θLN和在主模的频率的3倍附近的频率处产生的高阶模的杂散的相位的关系的图。
图22是示出铌酸锂层的欧拉角中的θLN和由瑞利波造成的杂散的相位的关系的图。
图23是示出作为声表面波的传播方向的S方向和碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角的角度与主模的特性的关系的图。
图24是本发明的第2实施方式的变形例涉及的弹性波装置的主视剖视图。
图25是示出低声速膜的厚度和相对带宽的关系的图。
图26是示出低声速膜的厚度和在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位的关系的图。
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，需要指出的是，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1实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
弹性波装置1具有支承基板。本实施方式的支承基板是碳化硅基板2。更具体地，碳化硅基板2的晶体构造是3C-SiC型的立方晶构造。
在碳化硅基板2上设置有低声速膜3。在低声速膜3上设置有压电体层。本实施方式的压电体层是钽酸锂层4。不过，压电体层也可以是铌酸锂层。
在钽酸锂层4上设置有IDT电极5。通过对IDT电极5施加交流电压，从而可激励各种各样的模式的弹性波。弹性波装置1利用SH波作为主模。
在本实施方式中，在碳化硅基板2传播的体波(Bulk wave)的慢的横波的声速比在压电体层传播的SH波的声速高。更具体地，在碳化硅基板2传播的体波的慢的横波的声速比在压电体层传播的SH波的反谐振频率下的声速高。在此，将在碳化硅基板2传播的体波的慢的横波的声速设为VLow，将在压电体层传播的SH波的声速设为VSH，将在压电体层传播的SH波的反谐振频率下的声速设为VSHa，此时，VLow＞VSHa。另外，也可以不一定是VLow＞VSHa的关系。也可以是，在反谐振频率以外的频率下，VLow＞VSH的关系成立。
在钽酸锂层4上的IDT电极5的弹性波传播方向两侧，设置有一对反射器6A以及反射器6B。本实施方式的弹性波装置1是弹性波谐振器。不过，本发明涉及的弹性波装置1并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等。
图2是第1实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
IDT电极5具有相互对置的第1汇流条16以及第2汇流条17。IDT电极5具有一端分别与第1汇流条16连接的多个第1电极指18。进而，IDT电极5具有一端分别与第2汇流条17连接的多个第2电极指19。多个第1电极指18和多个第2电极指19彼此交替对插。另外，将声表面波的传播方向设为S方向，将与S方向正交的方向设为L方向。L方向是第1电极指18以及第2电极指19延伸的方向。
IDT电极5由单层的Al膜构成。反射器6A以及反射器6B的材料也是与IDT电极5相同的材料。另外，IDT电极5、反射器6A以及反射器6B的材料并不限定于上述材料。或者，IDT电极5、反射器6A以及反射器6B也可以由层叠了多个金属层的层叠金属膜构成。
图1所示的低声速膜3是相对低声速的膜。更具体地，在低声速膜3传播的体波的声速比在作为压电体层的钽酸锂层4传播的体波的声速低。本实施方式的低声速膜3是氧化硅膜。氧化硅可通过SiOx来表示。x是任意的正数。构成本实施方式的低声速膜3的氧化硅是SiO2。另外，低声速膜3的材料并不限定于上述材料，例如，能够使用玻璃、氮氧化硅、氧化锂、或氧化硅中添加了氟、碳、硼的化合物作为主成分的材料。
在弹性波装置1中，在碳化硅基板2上隔着低声速膜3间接地层叠有钽酸锂层4。另外，也可以在碳化硅基板2上直接地层叠有钽酸锂层4。
以下，对本实施方式中的碳化硅基板2的详情进行说明。
图3是示出碳化硅的晶轴的定义的示意图。图4是示出碳化硅的(100)面的示意图。图5是示出碳化硅的(110)面的示意图。
如图3所示，碳化硅基板2是3C-SiC型的立方晶构造的碳化硅单晶基板。在本说明书中，构成碳化硅基板2的碳化硅的晶轴设为(X，Y，Z)。在碳化硅中，由于晶体构造的对称性，X轴、Y轴以及Z轴分别是等价的。
弹性波装置1中的碳化硅基板2的面方位例如为(100)。所谓(100)，在晶体构造中表示在与用密勒指数[100]表示的晶轴正交的(100)面处切割的基板。在此，(100)面是图4所示的面。不过，也包含其它在晶体学上等价的面。另外，碳化硅基板2的主面并不限定于(100)面，例如，也可以是图5所示的(110)面。在此，将碳化硅基板2的欧拉角设为
若通过欧拉角来表示碳化硅基板2的上述各面，则在(100)面的情况下为(90°，90°，ψSiC)，在(110)面的情况下为(-45°，-90°，90°)。另外，碳化硅基板2的面方位或欧拉角并不限定于这些。在本说明书中，在没有特别声明的情况下，设X轴方向为与[100]方向相同的方向，设Y轴方向为与[010]方向相同的方向，设Z轴方向为与[001]方向相同的方向。
本实施方式的特征在于，层叠有钽酸锂层4以及碳化硅基板2，该碳化硅基板2是3C-SiC型的立方晶构造，弹性波装置1利用了SH模式。由此，在使用了碳化硅基板2的弹性波装置1中，能够抑制高阶模。以下对其详情进行说明。
准备了具有第1实施方式的结构且设为以下的设计参数的弹性波装置1。在此，将由IDT电极5的电极指间距规定的波长设为λ。所谓电极指间距，是IDT电极5中的相邻的电极指彼此的电极指中心间距离的平均值。
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC，面方位…(100)，厚度…1μm；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…0.1λ；
钽酸锂层4：材料…35°Y-LiTaO3，厚度…0.15λ；
IDT电极5：材料…Al，厚度…0.05λ。
进而，作为第1比较例，准备了用于碳化硅基板的碳化硅为4H-SiC型的六方晶构造的弹性波装置。第1比较例的设计参数除了碳化硅基板以外，与上述弹性波装置1的设计参数相同。在具有第1实施方式的结构的上述弹性波装置1和第1比较例中比较了高阶模的强度。
图6是示出第1实施方式以及第1比较例中的高阶模的强度的图。
如图6所示，在第1比较例中，在6000MHz附近产生了大的高阶模。相对于此，可知在第1实施方式中，与第1比较例相比高阶模的强度大幅变小。像这样，在第1实施方式中，能够抑制高阶模。
像第1实施方式那样，优选在压电体层传播的高阶模的声速比在碳化硅基板2传播的体波的慢的横波的声速高。由此，高阶模泄漏到碳化硅基板2侧，从而能够更可靠地抑制高阶模。
可是，在弹性波装置1中被激励的各模式的机电耦合系数依赖于用于钽酸锂层4的钽酸锂的切割角。以下，示出在利用SH波作为主模的情况下合适的上述切割角的范围。
图7是示出钽酸锂层的切割角和SH波以及SV波的机电耦合系数的关系的图。
在弹性波装置1中，除了SH波以外，还激励SV波。如图7所示，可知在钽酸锂层的切割角为0°以上且10°以下的情况以及50°以上且180°以下的情况下，SH波的机电耦合系数大于SV波的机电耦合系数。因而，在上述切割角的范围内，SH波的激励强度大于作为其它模式的SV波的激励强度。因而，优选钽酸锂层的切割角为0°以上且10°以下的情况以及50°以上且180°以下。在该情况下，能够适当地利用SH波作为主模。
在此，IDT电极5的厚度优选为0.07λ以下。由此，能够提高Q值。以下对此进行说明。
准备了具有第1实施方式的结构、设为以下的设计参数并使IDT电极5的厚度不同的多个弹性波装置1。
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC，面方位…(100)；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…0.1λ；
钽酸锂层4：材料…35°Y-LiTaO3，厚度…0.15λ；
IDT电极：材料…Al，厚度…使其在0.01以上且0.15λ以下之间变化。
图8是示出IDT电极的厚度和Q值的关系的图。
如图8所示，可知在IDT电极5的厚度为0.07λ以下的情况下，Q值高，且Q值的变化小。因而，像上述的那样，IDT电极5的厚度优选为0.07λ以下。
进而，使图2所示的作为声表面波的传播方向的S方向和图3所示的碳化硅基板2的晶体构造中的Z轴方向所成的角的角度变化，并调查了主模的特性。另外，设计参数设为像以下那样。S方向和Z轴方向所成的角的角度设为0°、12°、16°、20°、24°或28°。另外，根据晶体构造的对称性，在本说明书中，将Z轴和[001]方向设为相同的方向。因而，在本说明书中，有时将S方向和Z轴方向所成的角记载为S方向和[001]方向所成的角。
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC，面方位…(100)；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…0.1λ；
钽酸锂层4：材料…40°Y-LiTaO3，厚度…0.1λ；
IDT电极5：材料…A1，厚度…0.14λ。
图9是示出作为声表面波的传播方向的S方向和碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角的角度与主模的特性的关系的图。在图9中，示出上述角度分别为0°、12°、16°、20°、24°或28°的情况。
如图9所示，可知在S方向和[001]方向所成的角为20°以下的情况下，主模的特性良好。因而，在碳化硅基板2的主面为(100)面的情况下，优选S方向和[001]方向所成的角为20°以下。
另外，已知即使在碳化硅基板2的主面为(110)面的情况下，S方向和[001]方向所成的角与主模的特性的关系也是与上述同样的倾向。因而，即使在碳化硅基板2的主面为(110)面的情况下，也优选S方向和[001]方向所成的角为20°以下。
在图9中，示出了使S方向和[001]方向所成的角的角度变化的情况。在此，将S方向和[001]方向所成的角度设为0°。此时，将图3所示的碳化硅基板2的晶体构造中的[100]方向和图2所示的IDT电极5的电极指延伸的L方向所成的角度设为α。另外，将角度α的例子示于图10。另一方面，将钽酸锂层4的欧拉角设为
求出了钽酸锂层4的欧拉角中的θLT、角度α以及由瑞利波造成的杂散的关系。
图11是示出钽酸锂层的欧拉角中的θLT、角度α以及由瑞利波造成的杂散的机电耦合系数ksaw2的关系的图。另外，在图11中，通过影线示出ksaw2≤0.10的区域。
在图11中，示出了由瑞利波造成的杂散的机电耦合系数分别成为0.10、0.20、0.30、0.40以及0.50时的、钽酸锂层的欧拉角中的θLT以及角度α的关系。在此，上述杂散的机电耦合系数ksaw2越小越优选，特别优选为0.10以下。通过下述的式1以及式2示出成为ksaw2≤0.10以下的条件。
[数学式1]
θLT≤-0.0000002385α5+0.0000526308α4-0.00357215173+0.0638600888α2+0.4558367918α+106.5910094271
…式1
[数学式2]
θLT≥-0.0000001962α5+0.0000459691α4-0.0033813638α3+0.0717339858α2+0.2871014600α+150.5064489119
…式2
通过满足式1以及式2，从而能够将由瑞利波造成的杂散的机电耦合系数ksaw2设为0.10以下(图11的通过影线示出的区域内)，能够有效地抑制杂散。
另外，如图9所示，如果S方向和[001]方向所成的角为20°以下，则与该角的角度为0°的情况同样地，主模的特性良好。因而，在S方向和[001]方向所成的角为0°以上且20°以下并满足式1以及式2的情况下，与图11所示的情况同样地，能够有效地抑制杂散。
如上所述，优选在碳化硅基板2传播的体波的慢的横波的声速VLow比在压电体层传播的弹性波的声速VSH高。在此，根据本申请发明人的研究，明确了如下内容，即，成为VLow＝VSH的IDT电极5的厚度根据碳化硅基板2的欧拉角中的ψSiC而不同。以下示出成为VLow＝VSH的IDT电极5的厚度和上述ψSiC的关系。另外，将IDT电极的厚度设为TIDT。
图12是示出碳化硅基板的欧拉角中的ψSiC和成为VLow＝VSH的IDT电极的厚度TIDT的关系的图。
如图12所示，可知碳化硅基板的欧拉角中的ψSiC越接近0°，成为VLow＝VSH的IDT电极5的厚度TIDT变得越薄。在此，通过下述的式3示出成为VLow＞VSH的条件。另外，式3是示出图12所示的ψSiC和TIDT的关系的式子。
[数学式3]
TIDT＞-0.0000086722ψSiC 3+0.0003976592ψSiC 2-0.0002692711ψSiC+0.0566210388
…式3
通过满足式3，从而能够使在碳化硅基板2传播的慢的横波的声速VLow比在碳化硅基板2传播的SH波的声速VSH高。由此，能够更可靠地抑制高阶模。
图13是第1实施方式的变形例涉及的弹性波装置的主视剖视图。
在本变形例中，在碳化硅基板2上直接地设置有钽酸锂层4。在该情况下，也与第1实施方式同样地，能够抑制高阶模。不过，像图1所示的第1实施方式那样，弹性波装置1优选具有设置在碳化硅基板2与钽酸锂层4之间的低声速膜3。由此，能够适当地提高相对带宽。以下示出该效果。
另外，在将谐振频率设为Fr并将反谐振频率设为Fa时，相对带宽由(Fa-Fr)/Fr来表示。在此，在谐振频率以及反谐振频率下，波长λ相同。因而，在将谐振频率下的声速设为Vr并将反谐振频率下的声速设为Va时，(Fa-Fr)/Fr＝(Va-Vr)/Vr。因此，相对带宽还能够表示为(Vr-Va)/Vr。
准备了具有第1实施方式的结构且低声速膜3的厚度分别不同的多个弹性波装置1。除此以外，还准备了不具有低声速膜3，即，低声速膜3的厚度为0的第1实施方式的变形例的弹性波装置。在上述多个弹性波装置中，分别调查了相对带宽。另外，上述多个弹性波装置的设计参数如下。
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…使其在0以上且0.3λ以下的范围内以0.05λ刻度变化；
钽酸锂层4：材料…35°Y-LiTaO3，厚度…0.15λ；
IDT电极5：材料…Al，厚度…0.05λ；
IDT电极5的波长λ：1μm。
图14是示出低声速膜的厚度和相对带宽的关系的图。另外，在图14中，还示出了未设置低声速膜3的情况下的结果。
如图14所示，可知与低声速膜3的厚度为0，即，未设置低声速膜3的情况相比，在设置有低声速膜3的情况下，相对带宽变宽。进而，可知低声速膜3变得越厚，相对带宽变得越宽。如图14所示，在低声速膜3的厚度为0.2λ以上的情况下，能够减小相对于低声速膜3的厚度的变动的、相对带宽的偏差。因而，低声速膜3的厚度优选为0.2λ以上。
以下，示出低声速膜3的其它优选的厚度。准备了设计参数与对图14所示的相对带宽进行了调查的多个弹性波装置相同的多个弹性波装置。在该多个弹性波装置中，测定了在主模的频率的1.5倍附近的频率处产生的高阶模的相位和在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位。进而，在上述多个弹性波装置中，测定了作为杂散的瑞利模式的相位。
图15是示出低声速膜的厚度和在主模的频率的1.5倍附近的频率处产生的高阶模的相位的关系的图。
如图15所示，可知低声速膜3变得越薄，在主模的频率的1.5倍附近的频率处产生的高阶模越被抑制。低声速膜3的厚度优选为0.1λ以下。由此，能够更进一步抑制在主模的频率的1.5倍附近的频率处产生的高阶模。
图16是示出低声速膜的厚度和在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位的关系的图。
如图16所示，可知在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位在低声速膜3的厚度为0.1λ～0.15λ附近成为极小值。可知低声速膜3的厚度越接近0.1λ～0.15λ附近，上述高阶模越被抑制。低声速膜3的厚度优选为0.1λ以上且0.15λ以下。由此，能够更进一步抑制在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模。
图17是示出低声速膜的厚度和瑞利模式的相位的关系的图。
如图17所示，可知作为杂散的瑞利模式的相位在低声速膜3的厚度为0.15λ～0.2λ附近成为极小值。可知低声速膜3的厚度越接近0.15λ～0.2λ附近，瑞利模式越被抑制。低声速膜3的厚度优选为0.15λ以上且0.2λ以下。由此，能够更进一步抑制瑞利模式。
在第1实施方式中，示出了压电体层为钽酸锂层的情况。不过，压电体层也可以为铌酸锂层。以下，示出压电体层为铌酸锂层的例子。
图18是本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的主视剖视图。
本实施方式与第1实施方式的不同点在于，压电体层为铌酸锂层24。除了上述的点以外，本实施方式的弹性波装置21具有与第1实施方式的弹性波装置1相同的结构。另外，本实施方式中的电极构造、碳化硅基板2的结构等与第1实施方式相同，因此有时援引图2、图3等。
在本实施方式中，VLow＞VSHa的关系也成立。另外，也可以不一定是VLow＞VSHa的关系。也可以是，在反谐振频率以外的频率下，VLow＞VSH的关系成立。
在图18所示的低声速膜3传播的体波的声速比在作为压电体层的铌酸锂层24传播的体波的声速低。本实施方式的低声速膜3是氧化硅膜。更具体地，构成本实施方式的低声速膜3的氧化硅是SiO2。另外，低声速膜3的材料并不限定于上述材料，例如，能够使用玻璃、氮氧化硅、氧化铌、或氧化硅中添加了氟、碳、硼的化合物作为主成分的材料。
在弹性波装置21中，在碳化硅基板2上隔着低声速膜3间接地层叠有铌酸锂层24。另外，也可以在碳化硅基板2上直接地层叠有铌酸锂层24。
本实施方式的特征在于，层叠有铌酸锂层24以及碳化硅基板2，该碳化硅基板2为3C-SiC型的立方晶构造，弹性波装置21利用了SH模式。由此，在使用了碳化硅基板2的弹性波装置21中，能够抑制高阶模。以下对其详情进行说明。
准备了具有第2实施方式的结构且设为以下的设计参数的弹性波装置21。在此，将铌酸锂层24的欧拉角设为
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC，面方位…(100)，厚度…1μm；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…0.1λ；
铌酸锂层24：欧拉角中的θLN…135°，厚度…0.1λ；
IDT电极5：材料…Al，厚度…0.07λ。
进而，作为第2比较例，准备了用于碳化硅基板的碳化硅为4H-SiC型的六方晶构造的弹性波装置。第2比较例的设计参数除了碳化硅基板以外，与上述弹性波装置21的设计参数相同。在具有第2实施方式的结构的上述弹性波装置21和第2比较例中，比较了在主模的频率的1.5倍附近产生的高阶模的强度。另外，第2实施方式以及第2比较例中的主模的频率的1.5倍附近为6GHz附近。
图19是示出第2实施方式以及第2比较例中的、在主模的频率的1.5倍附近产生的高阶模的强度的图。
如图19所示，在第2比较例中，在主模的频率的1.5倍附近产生了大的高阶模。相对于此，可知在第2实施方式中，在主模的频率的1.5倍附近几乎未产生高阶模。像这样，在第2实施方式中，能够抑制高阶模。
像第2实施方式那样，优选在压电体层传播的高阶模的声速比在碳化硅基板2传播的体波的慢的横波的声速高。由此，高阶模泄漏到碳化硅基板2侧，从而能够更可靠地抑制高阶模。
可是，在弹性波装置21中被激励的SH波的机电耦合系数依赖于铌酸锂层24的欧拉角中的θLN。以下，示出在利用SH波作为主模的情况下合适的上述θLN的范围。
图20是示出铌酸锂层的欧拉角中的θLN和SH波的机电耦合系数的关系的图。
在弹性波装置的实际应用方面，作为主模而利用的SH波的机电耦合系数优选为2％。如图20所示，可知在铌酸锂层的欧拉角中的θLN为60°以上且175°以下的情况下，SH波的机电耦合系数为2％以上。因而，上述θLN优选为60°以上且175°以下。在该情况下，能够适当地利用SH波作为主模。
在此，以下示出能够抑制在主模的频率的3倍附近的频率处产生的高阶模的、铌酸锂层的欧拉角中的θLN的范围。
图21是示出铌酸锂层的欧拉角中的θLN和在主模的频率的3倍附近的频率处产生的高阶模的杂散的相位的关系的图。
如图21所示，可知在铌酸锂层的欧拉角中的θLN为110°以上且180°以下的情况下，能够有效地抑制在主模的频率的3倍附近的频率处产生的高阶模。因而，上述θLN优选为110°以上且180°以下。
进而，与第1实施方式同样地，在利用SH模式作为主模的弹性波装置21中，除了像上述那样的高阶模以外，瑞利波也成为杂散。示出能够抑制由瑞利波造成的杂散的、铌酸锂层的欧拉角中的θLN的范围。
图22是示出铌酸锂层的欧拉角中的θLN和由瑞利波造成的杂散的相位的关系的图。
如图22所示，可知在铌酸锂层的欧拉角中的θIN为110°以上且150°以下的情况下，能够有效地抑制由瑞利波造成的杂散。因而，上述θLN优选为110°以上且150°以下。
在此，使图2所示的作为声表面波的传播方向的S方向和图3所示的碳化硅基板2的晶体构造中的Z轴方向所成的角的角度变化，并调查了主模的特性。另外，设计参数设为像以下那样。S方向和Z轴方向所成的角的角度设为0°、12°、16°、20°、24°或28°。另外，如上所述，根据晶体构造的对称性，在本说明书中，将Z轴和[001]方向设为相同的方向。因而，在本说明书中，有时将S方向和Z轴方向所成的角记载为S方向和[001]方向所成的角。
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC，面方位…(100)；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…0.1λ；
铌酸锂层24：材料…45°Y-LiNbO3，厚度…0.1λ；
IDT电极5：材料…Al，厚度…0.14λ。
图23是示出作为声表面波的传播方向的S方向和碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角的角度与主模的特性的关系的图。在图23中，示出上述角度分别为0°、12°、16°、20°、24°或28°的情况。
如图23所示，可知在S方向和[001]方向所成的角为20°以下的情况下，主模的特性良好。因而，在碳化硅基板2的主面为(100)面的情况下，优选S方向和[001]方向所成的角为20°以下。
另外，已知即使在碳化硅基板2的主面为(110)面的情况下，S方向和[001]方向所成的角与主模的特性的关系也是与上述相同的倾向。因而，即使在碳化硅基板2的主面为(110)面的情况下，也优选S方向和[001]方向所成的角为20°以下。
图24是第2实施方式的变形例涉及的弹性波装置的主视剖视图。
在本变形例中，在碳化硅基板2上直接地设置有铌酸锂层24。在该情况下，也与第2实施方式同样地，能够抑制高阶模。不过，像图18所示的第2实施方式那样，弹性波装置21优选具有设置在碳化硅基板2与铌酸锂层24之间的低声速膜3。由此，能够适当地提高相对带宽。以下示出该效果。
准备了具有第2实施方式的结构且低声速膜3的厚度分别不同的多个弹性波装置21。除此以外，还准备了不具有低声速膜3，即，低声速膜3的厚度为0的、第2实施方式的变形例的弹性波装置。在上述多个弹性波装置中，分别调查了相对带宽。另外，上述多个弹性波装置的设计参数如下。
碳化硅基板2：材料…3C-SiC型的立方晶构造的SiC，欧拉角(0°，0°，0°)；
低声速膜3：材料…SiO2，厚度…使其在0以上且0.2λ以下的范围内以0.05λ刻度变化；
铌酸锂层24：材料…135°Y-LiNbO3，厚度…0.1λ；
IDT电极5：材料…Al，厚度…0.07λ；
IDT电极5的波长λ：1μm。
图25是示出低声速膜的厚度和相对带宽的关系的图。另外，在图25中，还示出了未设置低声速膜3的情况下的结果。
如图25所示，可知与低声速膜3的厚度为0，即，未设置低声速膜3的情况相比，在设置有低声速膜3的情况下，相对带宽变宽。进而，可知低声速膜3变得越厚，相对带宽变得越宽。
以下，示出低声速膜3的优选的厚度。准备了设计参数与对图25所示的相对带宽进行了调查的多个弹性波装置相同的多个弹性波装置。在该多个弹性波装置中，测定了在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位。
图26是示出低声速膜的厚度和在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模的相位的关系的图。
如图26所示，可知低声速膜3变得越薄，在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模越被抑制。图26中的虚线A以及虚线B示出相对于低声速膜3的厚度的、高阶模的相位的变化的斜率。如虚线A以及虚线B所示，可知在低声速膜3的厚度为0.1λ以下的情况下，与比0.1λ厚的情况相比，高阶模的相位的变化的斜率小。低声速膜3的厚度优选为0.1λ以下。在该情况下，能够稳定并有效地抑制在主模的频率的2倍附近的频率处产生的高阶模。
附图标记说明
1：弹性波装置；
2：碳化硅基板；
3：低声速膜；
4：钽酸锂层；
5：IDT电极；
6A、6B：反射器；
16、17：第1汇流条、第2汇流条；
18、19：第1电极指、第2电极指；
21：弹性波装置；
24：铌酸锂层。
Claims (18)
1.一种弹性波装置，具备：
支承基板；
压电体层，设置在所述支承基板上；以及
IDT电极，设置在所述压电体层上，并具有多个电极指，
所述支承基板是碳化硅基板，该碳化硅基板是3C-SiC型的立方晶构造，
所述压电体层是钽酸锂层或铌酸锂层，
所述弹性波装置利用SH波作为主模。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层是钽酸锂层。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置，其中，
声表面波的传播方向和所述碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角度为0°以上且20°以下，
将所述碳化硅基板的晶体构造中的[100]方向和所述IDT电极的所述多个电极指延伸的方向所成的角度设为α，将所述钽酸锂层的欧拉角设为
此时，满足下述的式1以及式2，
[数学式1]
θLT≤-0.0000002385α5+0.0000526308α4-0.0035721517α3+0.0638600888α2+0.4558367918α+106.5910094271
…式1
[数学式2]
θLT≥-0.0000001962α5+0.0000459691α4-0.0033813638α3+0.0717339858α2+0.2871014600α+150.5064489119
…式2。
4.根据权利要求2或3所述的弹性波装置，其中，
将所述碳化硅基板的欧拉角设为
将所述IDT电极的厚度设为TIDT，此时，满足下述的式3，
[数学式3]
TIDT>-0.0000086722ψSiC 3+0.0003976592ψSiC 2-0.0002692711ψSiC+0.0566210388
…式3。
5.根据权利要求2～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述IDT电极的厚度为0.07λ以下。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：低声速膜，设置在所述碳化硅基板与所述钽酸锂层之间，
在所述低声速膜传播的体波的声速比在所述钽酸锂层传播的体波的声速低。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述低声速膜的厚度为0.1λ以上且0.15λ以下。
8.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述低声速膜的厚度为0.15λ以上且0.2λ以下。
9.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述低声速膜的厚度为0.2λ以上。
10.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层是铌酸锂层。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
在将所述铌酸锂层的欧拉角设为
时，60°≤θLN≤175°。
12.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
在将所述铌酸锂层的欧拉角设为
时，110°≤θLN≤180°。
13.根据权利要求11或12所述的弹性波装置，其中，
110°≤θLN≤150°。
14.根据权利要求10～13中的任一项所述的弹性波装置，其中，
还具备：低声速膜，设置在所述碳化硅基板与所述铌酸锂层之间，
在所述低声速膜传播的体波的声速比在所述铌酸锂层传播的体波的声速低。
15.根据权利要求6或14所述的弹性波装置，其中，
所述低声速膜的厚度为0.1λ以下。
16.根据权利要求1～15中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述碳化硅基板传播的体波的慢的横波的声速比在所述压电体层传播的SH波的声速高。
17.根据权利要求1～16中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述碳化硅基板的主面为(100)面，
在所述碳化硅基板上的所述压电体层传播的声表面波的传播方向和所述碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角为20°以下。
18.根据权利要求1～16中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述碳化硅基板的主面为(110)面，
在所述碳化硅基板上的所述压电体层传播的声表面波的传播方向和所述碳化硅基板的晶体构造中的[001]方向所成的角为20°以下。
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