CN115298958A - 弹性波装置 - Google Patents

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CN115298958A CN202180021986.9A CN202180021986A CN115298958A CN 115298958 A CN115298958 A CN 115298958A CN 202180021986 A CN202180021986 A CN 202180021986A CN 115298958 A CN115298958 A CN 115298958A
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electrode
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木村哲也
永友翔
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Abstract

提供一种弹性波装置，即便在推进了小型化的情况下，也能够提高Q值，能够降低弹性波谐振器中的杂散，且能够抑制滤波器特性中的杂散。弹性波装置具备包括铌酸锂或钽酸锂的压电层(2)及在与压电层(2)的厚度方向交叉的方向上对置且具有长度方向的多对电极，该弹性波装置利用厚度剪切一次模式的体波，或者在将压电层(2)的厚度设为d、将多对电极中相邻的电极间的中心间距离设为p时d/p为0.5以下，多对电极具有构成第一弹性波谐振器的至少一对第一电极和构成第二弹性波谐振器的至少一对第二电极，与第二弹性波谐振器中的第二电极的长度方向正交的方向相对于与第一弹性波谐振器中的第一电极的长度方向正交的方向成为超过0°且小于360°的角度。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及具有包括铌酸锂或钽酸锂的压电层的弹性波装置。
背景技术
以往，已知有利用了在包括LiNbO3或LiTaO3的压电膜传播的板波的弹性波装置。例如，在下述的专利文献1中，公开了一种利用了作为板波的兰姆波的弹性波装置。这里，在包括LiNbO3或LiTaO3的压电膜的上表面设置有IDT电极。在与IDT电极的一个电位连接的多个电极指和与另一个电位连接的多个电极指之间施加电压。由此，激励了兰姆波。在该IDT电极的两侧设置有反射器。由此，构成了利用了板波的弹性波谐振器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-257019号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的弹性波装置中，为了实现小型化，可以考虑减少电极指的根数。但是，当减少电极指的根数时，Q值变低。
另外，在使用多个上述弹性波谐振器构成带通型滤波器的情况下，在利用的主模式以外产生杂散，滤波器特性有时发生劣化。
本发明的目的在于，提供一种即便在推进了小型化的情况下也能够提高Q值并且能够减轻滤波器特性中的杂散的弹性波装置。
用于解决问题的手段
本申请的第一发明是一种弹性波装置，具备：压电层，其包括铌酸锂或钽酸锂；以及多对电极，其在与所述压电层的厚度方向交叉的方向上对置，具有长度方向，所述弹性波装置利用厚度剪切一次模式的体波，所述多对电极具有构成第一弹性波谐振器的至少一对第一电极和构成第二弹性波谐振器的至少一对第二电极，与所述第二弹性波谐振器中的所述第二电极的长度方向正交的方向相对于与所述第一弹性波谐振器中的所述第一电极的长度方向正交的方向成为超过0°且小于360°的角度。
本申请的第二发明是一种弹性波装置，具备：压电层，其包括铌酸锂或钽酸锂；以及多对电极，其在与所述压电层的厚度方向交叉的方向上对置，具有长度方向，在将所述压电层的厚度设为d、将所述多对电极中相邻的电极间的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，所述多对电极具有构成第一弹性波谐振器的至少一对第一电极和构成第二弹性波谐振器的至少一对第二电极，与所述第二弹性波谐振器中的所述第二电极的长度方向正交的方向相对于与所述第一弹性波谐振器中的所述第一电极的长度方向正交的方向成为超过0°且小于360°的角度。
发明效果
在本发明(以下，适当将第一发明和第二发明统称为本发明)的弹性波装置中，即便在推进了小型化的情况下也能够提高Q值，并且在构成了滤波器的情况下能够减轻滤波器特性中出现的杂散，能够抑制滤波器特性的劣化。
附图说明
图1(a)和图1(b)是用于说明在本发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的弹性波谐振器的简图的立体图和示出压电层上的电极构造的俯视图。
图2是沿着图1(a)中的A-A线的局部剖视图。
图3(a)是用于说明在以往的弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性正面剖视图，图3(b)是用于说明本发明的一实施方式的弹性波装置中的在压电层传播的厚度剪切一次模式的体波的示意性正面剖视图。
图4是示出厚度剪切一次模式的体波的振幅方向的图。
图5是示出本发明的一实施方式的弹性波装置中的一个弹性波谐振器的谐振特性的图。
图6是示出将相邻的电极的中心间距离设为p且将压电层的厚度设为d的情况下的d/2p与作为谐振器的分数带宽之间的关系的图。
图7(a)和图7(b)是用于说明与第一电极的长度方向正交的方向和与第二电极的长度方向正交的方向所成的角度的各示意性俯视图。
图8是示出在包括铌酸锂的压电层上设置有包括A1的IDT电极的弹性波谐振器的欧拉角(0°，0°，ψ)中使ψ每隔66°变化的弹性波谐振器的谐振特性的图。
图9是本发明的第一实施方式的弹性波装置的简图的电路图。
图10是本发明的第二实施方式的弹性波装置的简图的电路图。
图11是示出实施例1、2的弹性波装置以及比较例的弹性波谐振器的谐振特性的图。
图12是本发明的第三实施方式的弹性波装置的简图的电路图。
图13是本发明的第四实施方式的弹性波装置的简图的电路图。
图14是本发明的第五实施方式的弹性波装置的简图的电路图。
图15是用于说明本发明的第六实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
图16是作为使用了本发明的弹性波装置的滤波器的梯型滤波器的电路图。
图17是示出应用本发明的梯型滤波器的另一例的电路图。
图18是示出本发明的弹性波装置中的第一电极或第二电极的一例的俯视图。
图19是示出本发明的弹性波装置的谐振特性的一例的参考图。
图20是示出分数带宽与标准化的杂散的大小之间的关系的图。
图21是示出d/2p、金属化比MR以及分数带宽之间的关系的图。
图22是示出在欧拉角(0°，θ，ψ)的LiNbO3中使d/p无限接近0的情况下的分数带宽的映射的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，由此使本发明变得清楚。
需要说明的是，本说明书所记载的各实施方式是例示的内容，预先指出在不同的实施方式之间，能够进行结构的部分置换或组合。
在本发明的弹性波装置中，1)即便在推进了小型化的情况下，也能够提高Q值，并且，2)在构成了滤波器的情况下，能够降低杂散，抑制滤波器特性的劣化。在第一发明、第二发明中，通过具备以下的结构而得到上述1)的效果。
本申请的第一发明、第二发明具备包括铌酸锂或钽酸锂的压电层、以及在与压电层的厚度方向交叉的方向上对置的多对电极。在第一发明中，利用了厚度剪切一次模式的体波。
在第二发明中，在将压电层的厚度设为d、将相邻的电极间的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。通过相邻的电极，在第一发明、第二发明中，即便在推进了小型化的情况下，也能够提高Q值。
在本发明中，设置有压电层和多对电极，通过多对电极，构成了第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器。本申请发明人们发现，在上述弹性波谐振器中，在利用了厚度剪切一次模式的体波的情况下，或者在将压电层的厚度设为d且将相邻的电极间的中心间距离设为p时若d/p为0.5以下，则能够提高Q值。参照图1～图6对此进行说明。
图1(a)是用于说明在针对第一发明、第二发明的第一实施方式的弹性波装置中使用的弹性波谐振器的简图的立体图，图1(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图，图2是沿着图1(a)中的A-A线的局部剖视图。需要说明的是，图1(a)是示出构成第一弹性波谐振器或第二弹性波谐振器中的一个弹性波谐振器的部分的外观的简图的立体图。
弹性波谐振器1具有包括LiNbO3的压电层2。压电层2也可以包括LiTaO3。LiNbO3或LiTaO3的切割角在本实施方式中是Z切割，但也可以是旋转Y切割或X切割。压电层2的厚度没有特别限定，但为了有效地激励厚度剪切一次模式，优选为50nm以上且600nm以下。压电层2具有相对置的第一主面2a、第二主面2b。在第一主面2a上，作为至少一对电极而设置有电极3及电极4。
在图1(a)及图1(b)中，多个电极3与第一汇流条5连接。多个电极4与第二汇流条6连接。多个电极3及多个电极4相互交替插入。电极3及电极4具有矩形形状，且具有长度方向。在与该长度方向正交的方向上，电极3与相邻的电极4对置。电极3、4的长度方向以及与电极3、4的长度方向正交的方向均是与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此，电极3与相邻的电极4也可以说是在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置。另外，电极3、4的长度方向也可以和与图1(a)及图1(b)所示的电极3、4的长度方向正交的方向调换。即，在图1(a)及图1(b)中，也可以使电极3、4在第一汇流条5及第二汇流条6延伸的方向上延伸。在该情况下，第一汇流条5及第二汇流条6成为在图1(a)及图1(b)中电极3、4延伸的方向上延伸。而且，与一个电位连接的电极3和与另一个电位连接的电极4相邻的一对构造，在与上述电极3、4的长度方向正交的方向上设置有多对。
这里，电极3与电极4相邻，并不是电极3与电极4配置为直接接触的情况，而是指电极3与电极4隔开间隔而配置的情况。另外，在电极3与电极4相邻的情况下，在电极3与电极4之间，未配置包括其他的电极3、4的与信号电极或接地电极连接的电极。该对数无需是整数对，也可以是1.5对或2.5对等。
电极3、4之间的中心间距离即间距优选为1μm以上且10μm以下的范围。另外，电极3、4之间的中心间距离成为将正交于电极3的长度方向的方向上的电极3的宽度尺寸的中心与正交于电极4的长度方向的方向上的电极4的宽度尺寸的中心连结的距离。另外，电极3、4的宽度、即电极3、4的对置方向的尺寸优选为50nm以上且1000nm以下的范围。
另外，在本实施方式中，使用了Z切割的压电层，因此，与电极3、4的长度方向正交的方向成为与压电层2的极化轴方向正交的方向。在作为压电层2而使用了其他的切割角的压电体的情况下，不限于此。这里，“正交”不仅仅限定于严格地正交的情况，也可以是大致正交(正交于电极3、4的长度方向的方向与极化轴方向PZ1所成的角度例如为90°±10°的范围内)。
在压电层2的第二主面2b侧，隔着绝缘层7而层叠有支承构件8。绝缘层7及支承构件8具有框状的形状，如图2所示，具有开口部7a、8a。由此，形成有气隙9。气隙9是为了不妨碍压电层2的激励区域的振动而设置的。因此，上述支承构件8在不与设置有至少一对电极3、4的部分重叠的位置处，隔着绝缘层7而层叠于第二主面2b。需要说明的是，也可以不设置绝缘层7。因此，支承构件8能够直接或间接地层叠于压电层2的第二主面2b。另外，气隙9不限于遍及绝缘层7及支承构件8而设置的贯通孔，也可以包括设置于绝缘层7的贯通孔及设置于支承构件8的凹部。在该情况下，在俯视下与设置有至少一对电极3、4的部分重叠的位置处，气隙9设置在压电层2与支承构件8的底部之间。
绝缘层7包括氧化硅。不过，除了氧化硅之外，也能够使用氮氧化硅、氧化铝等适当的绝缘性材料。支承构件8包括Si。Si的压电层2侧的面上的面方位可以是(100)，也可以是(110)，也可以是(111)。优选电阻率4kΩ以上的高电阻的Si。不过，也能够使用适当的绝缘性材料或半导体材料来构成支承构件8。
上述多个电极3、4及第一汇流条5、第二汇流条6包括Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在本实施方式中，电极3、4及第一汇流条5、第二汇流条6具有在Ti膜上层叠有Al膜的构造。需要说明的是，也可以使用Ti膜以外的紧贴层。
在驱动时，在多个电极3与多个电极4之间施加交流电压。更具体而言，在第一汇流条5与第二汇流条6之间施加交流电压。由此，能够得到利用了在压电层2中被激励的厚度剪切一次模式的体波的谐振特性。另外，在弹性波谐振器1中，在将压电层2的厚度设为d、将多对电极3、4中的任意一对相邻的电极3、4的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。因此，能够有效地激励上述厚度剪切一次模式的体波，得到良好的谐振特性。更优选的是，d/p为0.24以下，在该情况下，能够得到更加良好的谐振特性。需要说明的是，在如本实施方式那样电极3、4中的至少一方有多根的情况下，即，在将电极3、4设为一对电极组时电极3、4具有1.5对以上的情况下，相邻的电极3、4的中心间距离p成为各相邻的电极3、4的中心间距离的平均距离。
在本实施方式的弹性波谐振器1中，由于具备上述结构，因此，即便为了实现小型化而减少电极3、4的对数，也难以产生Q值的下降。这是因为，即便减少两侧的反射器中的电极指的根数，传播损耗也较少。另外，能够减少上述电极指的根数是由于利用了厚度剪切一次模式的体波。参照图3(a)及图3(b)来说明在以往的弹性波装置中利用的兰姆波与上述厚度剪切一次模式的体波的不同。
图3(a)是用于说明在专利文献1所记载的这样的弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性正面剖视图。这里，波如箭头所示那样在压电膜201中传播。这里，在压电膜201中，第一主面201a与第二主面201b对置，将第一主面201a与第二主面201b连结的厚度方向是Z方向。X方向是IDT电极的电极指排列的方向。如图3(a)所示，在兰姆波中，波如图示那样沿X方向传播。由于是板波，因此，虽然压电膜201整体上振动，但由于波沿X方向传播，因此，在两侧配置反射器，得到谐振特性。因此，产生波的传播损耗，在实现了小型化的情况下，即在减少了电极指的对数的情况下，Q值下降。
与此相对，如图3(b)所示，在本实施方式的弹性波装置中，振动位移是厚度剪切方向，因此，波大致在连结压电层2的第一主面2a与第二主面2b的方向即Z方向上传播并产生谐振。即，波的X方向成分与Z方向成分相比显著小。而且，通过该Z方向的波的传播而得到谐振特性，因此，即便减少反射器的根数，也不产生传播损耗。此外，即便为了推进小型化而减少了包括电极3、4的电极对的对数，也难以产生Q值的下降。
需要说明的是，如图4所示，厚度剪切一次模式的体波的振幅方向在压电层2的激励区域所包含的第一区域451和激励区域所包含的第二区域452中相反。在图4中，示意性示出在图2中的电极3与电极4之间施加了电极4与电极3相比成为高电位的电压的情况下的体波。第一区域451是激励区域中的与压电层2的厚度方向正交且将压电层2分为两部分的虚拟平面VP1与第一主面2a之间的区域。第二区域452是激励区域中的虚拟平面VP1与第二主面2b之间的区域。
如上所述，在弹性波谐振器1中，配置有包括电极3和电极4的至少一对电极，但不使波沿X方向传播，因此，包括该电极3、4的电极对的对数不需要具有多对。即，只要设置至少一对电极即可。
例如，上述电极3是与信号电位连接的电极，电极4是与接地电位连接的电极。不过，也可以电极3与接地电位连接，电极4与信号电位连接。在本实施方式中，如上所述，至少一对电极是与信号电位连接的电极或者与接地电位连接的电极，未设置浮置电极。
图5是示出本发明的一实施方式的弹性波谐振器1的谐振特性的一例的图。需要说明的是，得到该谐振特性的弹性波谐振器1的设计参数如下所述。
压电层2：欧拉角(0°，0°，90°)的LiNbO3，厚度＝400nm。
在正交于电极3与电极4的长度方向的方向上观察时，电极3与电极4重叠的区域即激励区域的长度＝40μm，包括电极3、4的电极的对数＝21对，电极间中心距离＝3μm，电极3、4的宽度＝500nm，d/p＝0.133。
绝缘层7：1μm的厚度的氧化硅膜。
支承构件8：Si。
需要说明的是，激励区域的长度是指激励区域的沿着电极3、4的长度方向的尺寸。
在本实施方式中，包括电极3、4的电极对的电极间距离在多对中全部相等。即，以等间距配置了电极3和电极4。
根据图5可知，尽管不具有反射器，但仍得到了分数带宽为12.5％的良好的谐振特性。
然而，在将上述压电层2的厚度设为d、将电极3与电极4之间的电极的中心间距离设为p的情况下，如上所述，在本实施方式中，d/p为0.5以下，更优选为0.24以下。参照图6对此进行说明。
与得到图5所示的谐振特性的弹性波谐振器同样地，但是使d/2p变化，得到了多个弹性波谐振器。图6是示出该d/2p与作为弹性波装置的谐振器的分数带宽之间的关系的图。
根据图6可知，当d/2p超过0.25时，即在d/p＞0.5时，即便调整d/p，分数带宽也小于5％。与此相对，在d/2p≤0.25即d/p≤0.5的情况下，如果在该范围内使d/p变化，则能够使分数带宽成为5％以上，即能够构成具有高耦合系数的谐振器。另外，在d/2p为0.12以下的情况下，即在d/p为0.24以下的情况下，能够将分数带宽提高到7％以上。在此基础上，如果在该范围内调整d/p，则能够得到分数带宽更加宽的谐振器，能够实现具有更加高的耦合系数的谐振器。因此，如本申请的第二发明那样，可知通过将d/p设为0.5以下，能够构成利用了上述厚度剪切一次模式的体波的具有高耦合系数的谐振器。
需要说明的是，如上所述，上述p为相邻的电极3、4的中心间距离。
在本发明中，多对电极具有构成第一弹性波谐振器的至少一对第一电极和构成第二弹性波谐振器的至少一对第二电极，与第二弹性波谐振器中的第二电极的长度方向正交的方向相对于与第一弹性波谐振器中的第一电极的长度方向正交的方向成为超过0°且小于360°的角度。因此，能够降低杂散，能够抑制构成了滤波器的情况下的滤波器特性的劣化。参照图7～图11更加具体地对此进行说明。需要说明的是，在与第二电极的长度方向正交的方向相对于与上述第一电极的长度方向正交的方向所成的角度为0°的情况下，将两者的输入端与输出端连结的方向是同一方向。这里，如图7(a)、图7(b)所示，与第二电极β的长度方向正交的方向(图7中的直线B)相对于与第一电极α的长度方向正交的方向(图7中的直线A)所成的角度是将以第一弹性波谐振器为基准绕逆时针旋转的方向设为角度的正方向的值。另外，在第二弹性波谐振器中的连结输入端与输出端的方向相对于第一弹性波谐振器的连结第一电极中的输入端与输出端的方向相反的情况下，上述所成的角度为180°。
图8是示出使用了包括欧拉角(0°，0°，ψ)的铌酸锂的压电层的本发明的实施方式的弹性波装置的谐振特性的图。这里，在铌酸锂中的声表面波的传播方位ψ为0°以上且小于360°的范围内，以每66°构成多个弹性波谐振器，求出其谐振特性。压电层的厚度为400nm，IDT电极包括厚度为100nm的Al膜，IDT电极的电极指间距为0.25μm。
根据图8可知，当传播方位ψ不同时，杂散的频率位置发生变化。另一方面，可知主模式的谐振特性稳定地表现出来。这是因为，由于杂散是表面波，因此受到传播方位ψ的影响，但由于主模式是厚度剪切一次模式的体波，因此几乎不受到传播方位ψ的影响。
在本发明中在以下方面具有特征：在像这样构成了本发明的实施方式的(利用了厚度剪切一次模式的体波的，或者将压电层的厚度设为d且将相邻的电极间的中心间距离设为p的情况下d/p成为0.5以下的)弹性波谐振器的情况下的传播方位ψ发生变化时，杂散的频率位置不同，鉴于此，通过使多个弹性波谐振器的传播方位ψ不同，从而不使主模式的谐振特性劣化而降低了杂散。参照图9～10更加具体地对此进行说明。
图9是本发明的第一实施方式的弹性波装置的实施例1的简图的电路图。在实施例1中，多个弹性波谐振器51～53并联连接。这里，弹性波谐振器51～53与弹性波谐振器1同样地构成。不过，铌酸锂的欧拉角为(0°，0°，ψ)，在弹性波谐振器51中ψ＝0°，在弹性波谐振器52中ψ＝40°，在弹性波谐振器53中ψ＝90°。其他结构与得到图8所示的谐振特性的弹性波谐振器相同。
另外，图10是本发明的第二实施方式的弹性波装置的实施例2的简图的电路图。在实施例2中，10个弹性波谐振器61、62、63、64、65、......70并联连接。而且，在实施例2中，在弹性波谐振器61中，将欧拉角(0°，0°，ψ)的ψ设为0°，使ψ以每10°增加，在弹性波谐振器70中，ψ＝90°。
在实施例2中，在各弹性波谐振器中，除了传播方位之外，也与得到图8所示的谐振特性的弹性波谐振器相同。
图11的实线表示实施例1的弹性波装置的谐振特性，单点划线表示实施例2的弹性波装置的谐振特性。为了进行比较，作为比较例，以虚线表示传播方位ψ＝0°的弹性波谐振器单独的谐振特性。
根据图11可知，与虚线所示的比较例的弹性波谐振器的谐振特性相比，在实施例1中，能够减小杂散的大小。在实施例2中，可知与实施例1相比能够进一步减小杂散的大小。这是被认为是因为，在实施例1及实施例2中，通过将传播方位不同的多个弹性波谐振器并联连接，使杂散出现的频率位置分散。需要说明的是，在实施例1及实施例2中，主模式的谐振特性均稳定地表现出来。这是由于利用了厚度剪切一次模式(或者在将压电层的厚度设为d且将相邻的电极间的中心间距离设为p的情况下，d/p成为0.5以下)而非表面波或板波等其他的弹性波。
因此，根据实施例1及实施例2，能够降低杂散，因此，在使用实施例1或实施例2的弹性波装置构成了带通型滤波器的情况下，能够抑制滤波器特性的劣化。
图12是本发明的第三实施方式的弹性波装置的简图的电路图。在第三实施方式中，第一弹性波谐振器71与第二弹性波谐振器72串联连接。这样，在本发明中，第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器也可以串联连接。这里，在第一弹性波谐振器71中，传播方位ψ为0°，在第二弹性波谐振器72中，传播方位ψ为40°。这里，也能够通过使两者的传播方位不同而实现杂散的降低。
图13是本发明的第四实施方式的弹性波装置的简图的电路图。这里，第一弹性波谐振器73与第二弹性波谐振器74串联连接。第一弹性波谐振器73中的压电层的传播方位ψ为0°，在第二弹性波谐振器74中，传播方位ψ＝180°。这样，在本发明中，与第一电极的长度方向正交的方向和与第二电极的长度方向正交的方向也可以为180°。
图14是本发明的第五实施方式的弹性波装置的简图的电路图。第一弹性波谐振器75与第二弹性波谐振器76并联连接。在第一弹性波谐振器75中，铌酸锂的传播方位ψ为0°，在第二弹性波谐振器76中，传播方位ψ＝180°。因此，如箭头所示，连结输入端与输出端的方向在第一弹性波谐振器75和第二弹性波谐振器76中为相反的方向。这样，在第一弹性波谐振器75、第二弹性波谐振器76并联连接的结构中，与两者的第二电极的长度方向正交的方向相对于与第一电极的长度方向正交的方向也可以为180°。
只要两者所成的角度不是0°或360°，则能够降低弹性波谐振器中的杂散。
图15是用于说明本发明的第六实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
在弹性波装置81中，使用了包括铌酸锂或钽酸锂的压电层82。不过，使用单一的压电层82，一体地构成第一弹性波谐振器83及第二弹性波谐振器84。在压电层82设置有狭缝82a。在该狭缝82a的一侧，在作为压电层82的第一主面的上表面形成有至少一对第一电极85。在狭缝82a的另一侧，在作为压电层82的第二主面的下表面设置有至少一对第二电极86。
而且，支承构件8隔着绝缘层7而固定于压电层82的下表面。在绝缘层7及支承构件8分别设置有开口部7a及开口部8a。即，与弹性波谐振器1同样地，通过开口部7a及开口部8a而设置有气隙。因此，在上述第一弹性波谐振器83的设置有第一电极85的区域的下方构成气隙。同样地，在第二弹性波谐振器84中，在设置有第二电极86的区域的下方形成有气隙。这里，压电层82的极化轴是箭头Z所示的方向。因此，在第一弹性波谐振器83及第二弹性波谐振器84中，虽然极化轴方向相同，但第一弹性波谐振器83中的正交于第一电极的延伸方向的方向与第二弹性波谐振器84中的正交于第二电极86的延伸方向的方向所成的角度成为180°。这样，在使用了极化轴方向一样的压电层82的情况下，第一电极85及第二电极86的形成面也可以相反。即便在该情况下，如果正交于第一电极85的延伸方向的方向与正交于第二电极86的延伸方向的方向所成的角度是超过0°且小于360°的角度，则也能够得到同样的效果。
本发明的弹性波装置适合用于使用第一弹性波谐振器及第二弹性波谐振器而构成带通型滤波器，在该情况下，杂散被降低，因此，能够抑制滤波器特性的劣化。这样的带通型滤波器的电路结构只要使用多个弹性波谐振器即可，没有特别限定。
图16是作为使用了本发明的弹性波装置的滤波器的梯型滤波器的电路图。
梯型滤波器91具有多个串联臂谐振器S1～S3和多个并联臂谐振器P1～P3。通过由第一弹性波谐振器构成这样的串联臂谐振器S1～S3及并联臂谐振器P1～P3中的任意一个、并且由第二弹性波谐振器构成其他的弹性波谐振器中的至少一个，从而得到滤波器特性的劣化少的梯型滤波器。例如，也可以是，任意一个串联臂谐振器是第一弹性波谐振器，任意一个并联臂谐振器是第二弹性波谐振器。
需要说明的是，针对梯型滤波器中的串联臂谐振器及并联臂谐振器的数量没有特别限定。
图17是示出应用本发明的梯型滤波器的另一例的电路图。
在图17所示的梯型滤波器101中，串联臂谐振器及并联臂谐振器包括通过分割一个弹性波谐振器而构成的分割型弹性波谐振器。串联臂谐振器S1a与串联臂谐振器S1b并联连接。即，图16所示的串联臂谐振器S1被置换为串联臂谐振器S1a与串联臂谐振器S1b的并联连接分割型弹性波谐振器。在该情况下，也可以由本发明的弹性波装置的第一弹性波谐振器构成串联臂谐振器S1a，由第二弹性波谐振器构成串联臂谐振器S1b。在该情况下，在该并联连接构造的弹性波谐振器的谐振特性中能够有效地降低杂散。
在梯型滤波器101中，图16所示的串联臂谐振器S2及串联臂谐振器S3分别包括相互串联连接的分割型的串联臂谐振器S2a及S2b以及串联臂谐振器S3a及S3b。在该情况下，两个串联臂谐振器S2a及S2b或者串联臂谐振器S3a及S3b也为第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器，由此能够有效地降低杂散。在并联臂谐振器中也同样地，并联臂谐振器Pla与并联臂谐振器P1b并联连接。另外，并联臂谐振器P2a与并联臂谐振器P2b串联连接，并联臂谐振器P3a与并联臂谐振器P3b串联连接。在并联臂中，也能够通过传播方位ψ不同的多个并联臂谐振器的并联连接或者串联连接，有效地降低出现在谐振特性上的杂散。
在本发明中，如上所述，也可以使用第一弹性波谐振器及第二弹性波谐振器作为用于构成通带的多个弹性波谐振器，也可以对将一个弹性波谐振器分割为多个弹性波谐振器而成的分割类型的弹性波谐振器使用第一弹性波谐振器及第二弹性波谐振器。
另外，在本发明中，构成第一弹性波谐振器或第二弹性波谐振器的至少一对电极不限于标准型的IDT电极，例如也可以如图18所示的IDT电极那样，第一汇流条104、第二汇流条105是不平行的。这里，电极指102、103分别与第一汇流条104、第二汇流条105连接。
此外，在本发明中，优选的是，在多个电极3、4中，针对在任意相邻的电极3、4所对置的方向上观察时重叠的区域即激励区域的上述相邻的电极3、4的金属化比MR期望满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够有效地减小杂散。参照图19及图20对此进行说明。图19是示出本发明的弹性波装置1的谐振特性的一例的参考图。箭头B所示的杂散出现在谐振频率与反谐振频率之间。需要说明的是，设为d/p＝0.08，并且设为LiNbO3的欧拉角(0°，0°，90°)。另外，设为上述金属化比MR＝0.35。
参照图1(b)对金属化比MR进行说明。在图1(b)的电极构造中，在着眼于一对电极3、4的情况下，设为仅设置有该一对电极3、4。在该情况下，由单点划线C包围的部分成为激励区域。该激励区域是指，在与电极3、4的长度方向正交的方向即对置方向上观察电极3和电极4时电极3中的与电极4重叠的区域、电极4中的与电极3重叠的区域、以及电极3与电极4之间的区域中的电极3与电极4重叠的区域。而且，激励区域C内的电极3、4的面积相对于该激励区域的面积成为金属化比MR。即，金属化比MR是金属化部分的面积相对于激励区域的面积的比。
需要说明的是，在设置有多对电极的情况下，将全部激励区域所包含的金属化部分相对于激励区域的面积的合计的比例设为MR即可。
图20是示出按照本实施方式而构成了多个弹性波谐振器的情况下的分数带宽与以作为杂散的大小的180度标准化的杂散的阻抗的相位旋转量之间的关系的图。需要说明的是，针对分数带宽，通过对压电层的膜厚、电极的尺寸进行各种变更而进行了调整。另外，图20是使用了包括Z切割的LiNbO3的压电层的情况下的结果，但在使用其他切割角的压电层的情况下，也成为同样的趋势。
在图20中的由椭圆J包围的区域，杂散变大为1.0。根据图20可知，当分数带宽超过0.17即超过17％时，即便使构成分数带宽的参数变化，杂散等级为1以上的较大杂散也出现在通带内。因此，优选分数带宽为17％以下。在该情况下，通过调整压电层2的膜厚、电极3、4的尺寸等，能够减小杂散。
图21是示出d/2p、金属化比MR以及分数带宽之间的关系的图。在上述弹性波装置中，构成d/2p和MR不同的各种弹性波装置，测定出分数带宽。图21的虚线D的右侧的标注阴影线而示出的部分是分数带宽为17％以下的区域。标注了该阴影线的区域与未标注阴影线的区域的边界由MR＝3.5(d/2p)+0.075表示。即，MR＝1.75(d/p)+0.075。因此，优选的是，MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，容易使分数带宽成为17％以下。更优选的是，图21中的单点划线D1所示的MR＝3.5(d/2p)+0.05的右侧的区域。即，如果为MR≤1.75(d/p)+0.05，则能够可靠地使分数带宽成为17％以下。
图22是示出分数带宽相对于使d/p无限接近0的情况下的LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。图22的标注阴影线而示出的部分是得到至少5％以上的分数带宽的区域，当对该区域的范围进行近似时，成为由下述的式(1)、式(2)及式(3)表示的范围。
(0°±10°，0°～20°，任意的ψ)...式(1)
(0°±10°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或
(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°)...式(2)
(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ)...式(3)
因此，在上述式(1)、式(2)或式(3)的欧拉角范围的情况下，能够充分地扩大分数带宽，是优选的。
附图标记说明
1...弹性波谐振器；
2...压电层；
2a、2b...第一主面、第二主面；
3、4...电极；
5、6...第一汇流条、第二汇流条；
7...绝缘层；
7a...开口部；
8...支承构件；
8a...开口部；
9...气隙；
51、52、53...弹性波谐振器；
61～70...弹性波谐振器；
71、72...第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器；
73、74...第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器；
75、76...第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器；
81...弹性波装置；
82...压电层；
82a...狭缝；
83、84...第一弹性波谐振器、第二弹性波谐振器；
85、86...第一电极、第二电极；
91...梯型滤波器；
101...梯型滤波器；
102、103...电极指；
104、105...第一汇流条、第二汇流条；
201...压电膜；
201a、201b...第一主面、第二主面；
451、452...第一区域、第二区域；
P1～P3...并联臂谐振器；
P1a、P1b、P2a、P2b、P3a、P3b...并联臂谐振器；
S1～S3...串联臂谐振器；
S1a、S1b、S2a、S2b、S3a、S3b...串联臂谐振器。

Claims (12)

1.一种弹性波装置，具备：
压电层，其包括铌酸锂或钽酸锂；以及
多对电极，其在与所述压电层的厚度方向交叉的方向上对置，具有长度方向，
所述弹性波装置利用厚度剪切一次模式的体波，
所述多对电极具有构成第一弹性波谐振器的至少一对第一电极和构成第二弹性波谐振器的至少一对第二电极，
与所述第二弹性波谐振器中的所述第二电极的长度方向正交的方向相对于与所述第一弹性波谐振器中的所述第一电极的长度方向正交的方向成为超过0°且小于360°的角度。
2.一种弹性波装置，具备：
压电层，其包括铌酸锂或钽酸锂；以及
多对电极，其在与所述压电层的厚度方向交叉的方向上对置，具有长度方向，
在将所述压电层的厚度设为d、将所述多对电极中相邻的电极间的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，
所述多对电极具有构成第一弹性波谐振器的至少一对第一电极和构成第二弹性波谐振器的至少一对第二电极，
与所述第二弹性波谐振器中的所述第二电极的长度方向正交的方向相对于与所述第一弹性波谐振器中的所述第一电极的长度方向正交的方向成为超过0°且小于360°的角度。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述第一弹性波谐振器与所述第二弹性波谐振器串联连接。
4.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述第一弹性波谐振器与所述第二弹性波谐振器并联连接。
5.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置具有输入端和输出端，在连结所述输入端与所述输出端的串联臂设置有所述第一弹性波谐振器，在连结所述串联臂与接地电位的并联臂设置有所述第二弹性波谐振器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电层具有相对置的第一主面、第二主面，
构成所述第一弹性波谐振器的至少一对所述第一电极设置在所述压电层的第一主面，构成所述第二弹性波谐振器的至少一对所述第二电极设置在所述压电层的与第一主面相反的一侧的第二主面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述第一电极及所述第二电极中的至少一方，具有第一汇流条、一端与第一汇流条连接的第一电极指、与所述第一汇流条隔开设置的第二汇流条以及一端与所述第二汇流条连接的第二电极指，所述第一汇流条与所述第二汇流条是不平行的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置构成具有所述第一弹性波谐振器和所述第二弹性波谐振器的带通型滤波器。
9.根据权利要求8所述的弹性波装置，其中，
所述带通型滤波器是梯型滤波器，所述第一弹性波谐振器及所述第二弹性波谐振器构成串联臂谐振器或者并联臂谐振器。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，
所述第一弹性波谐振器及所述第二弹性波谐振器是通过分割所述梯型滤波器中的一个弹性波谐振器而构成的一对弹性波谐振器。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的弹性波装置，其中，
在将所述压电层的厚度设为d、将相邻的所述电极间的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.24以下。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的弹性波装置，其中，
在将所述多对电极的金属化比设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。
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