CN115428333A - 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。本发明的弹性波装置(1)具备压电性基板(2)以及设置在压电性基板(2)上且具有多个电极指的IDT电极(7)。IDT电极(7)的相邻的电极指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)具有位于多个电极指延伸的方向上的中央侧的中央区域(C)以及配置在中央区域(C)的多个电极指延伸的方向两侧的第一边缘区域(E1)及第二边缘区域(E2)。在第一边缘区域(E1)及第二边缘区域(E2)中，还具备设置在压电性基板(2)与多个电极指之间的电介质膜(15A、15B)。电介质膜(15A、15B)包括从由氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈构成的组中选择的至少一种电介质。
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的滤波器等。在下述的专利文献1中，公开了弹性波装置的一例。在该弹性波装置中，在压电体层上设置有IDT(InterdigitalTransducer，叉指换能器)电极。在IDT电极的多个电极指的前端部与压电体层之间设置有多个电介质膜。作为用于电介质膜的电介质，举出了SiO2、Al2O3、PSG(磷硅酸玻璃)以及BSG(硼硅酸玻璃)等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：US 2017/0155373 A1
发明内容
发明要解决的问题
以往，在将SiO2膜用作电介质膜时，认为声速在设置有SiO2膜的区域变低。由此，认为活塞模式成立。但是，通过本发明人的研究，清楚了在IDT电极与压电体层之间设置了SiO2膜的情况下，声速变高。因此，即便在IDT电极与压电体层之间设置SiO2膜，活塞模式也难以成立，难以抑制由横模引起的杂散。
本发明的目的在于，提供一种能够更加可靠地抑制横模的弹性波装置。
用于解决问题的手段
在本发明的弹性波装置的某个广义方面，具备：压电性基板；以及IDT电极，其设置在所述压电性基板上，具有多个电极指，所述IDT电极的相邻的电极指在弹性波传播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多个电极指延伸的方向上的中央侧的中央区域以及配置在所述中央区域的所述多个电极指延伸的方向两侧的一对边缘区域，在所述一对边缘区域中，还具备设置在所述压电性基板与所述多个电极指之间的电介质膜，所述电介质膜包括从由氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈构成的组中选择的至少一种电介质。
在本发明的弹性波装置的另一广义方面，具备：压电性基板，其具有压电体层；以及IDT电极，其设置在所述压电性基板上，具有多个电极指，所述IDT电极的相邻的电极指在弹性波传播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多个电极指延伸的方向上的中央侧的中央区域以及配置在所述中央区域的所述多个电极指延伸的方向两侧的一对边缘区域，在所述一对边缘区域中，还具备设置在所述压电性基板与所述多个电极指之间的电介质膜，所述压电体层是钽酸锂层，所述IDT电极具有主电极层，所述主电极层是Al层，在将由所述IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ[μm]、将所述电介质膜的厚度设为t_D[λ]、将所述电介质膜的介电常数设为ε、将所述电介质膜的密度设为d[kg/m3]、将所述电介质膜的杨氏模量设为Y[GPa]、将所述压电体层的厚度设为t_LT[λ]、将所述IDT电极的所述主电极层的厚度设为t_Al[λ]、将所述中央区域中的声速设为Vc、将所述一对边缘区域中的声速设为Ve时，所述t_D[λ]、所述ε、所述d[kg/m3]、所述Y[GPa]、所述t_LT[λ]及所述t_Al[λ]是通过下述的式1导出的Ve/Vc小于1的值。
[数式1]
Ve/Vc＝1.00431413354797+(-0.00285716659280799)×((d[kg/m3])-4.66559485530547)+0.0000854138472667538×((Y[GPa])-163.239549839228)+(-0.000350625383356713)×(ε-20.050911039657)+0.262088599487209×((t_D[λ])-0.00998794212218652)+(-0.00121829646867971)×((t_LT[λ])-0.29981243301179)+(-0.0171813623903716)×((t_Al[λ])-0.064995980707398)+0.0000011344571772174×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((Y[GPa])-163.239549839228))+(-0.0000000938653776651)×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((Y[GPa])-163.239549839228)-7625.27702101924)+0.0000162006962167552×((ε-20.050911039657)×(ε-20.050911039657)-125.050998634098)+(-0.286079428865232)×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+0.00817326864820186×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+(-0.0221047213078)×((ε-20.050911039657)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+(-17.2441046243263)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_D[λ])-0.00998794212218652)-0.0000249563122710345)+0.00438054956998946×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.000147617022443897)×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.23034817620302)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.0367578157483136)×(((t_LT[λ])-0.29981243301179)×((t_LT[λ])-0.29981243301179)-0.0199865671766099)+0.000409293299970899×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))+(-1.89603355496479)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))+(-0.0528637488540428)×(((t_LT[λ])-0.29981243301179)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))…式1
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。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
图2是本发明的第一实施方式的弹性波装置的俯视图。
图3是示出第一比较例及参考例的弹性波装置中的电介质膜的厚度与声速之间的关系的图。
图4是示出本发明的第一实施方式的弹性波装置中的电介质膜的厚度与声速之间的关系的图。
图5是示出本发明的第一实施方式中的阻抗频率特性的图。
图6是示出第二比较例中的阻抗频率特性的图。
图7是本发明的第一实施方式的第一变形例的弹性波装置的正面剖视图。
图8是本发明的第一实施方式的第二变形例的弹性波装置的正面剖视图。
图9是本发明的第一实施方式的第三变形例的弹性波装置的正面剖视图。
图10是本发明的第一实施方式的第四变形例的弹性波装置的正面剖视图。
图11是本发明的第二实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
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。
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的正面剖视图。图2是第一实施方式的弹性波装置的俯视图。需要说明的是，图1是通过图2中的I-I线的剖视图，是通过后述的第一边缘区域的剖视图。
在图1及图2所示的弹性波装置1中，通过使活塞模式成立而抑制了横模。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7。IDT电极7具有多个电极指。如图2所示，在多个电极指的前端部与压电性基板2之间设置有电介质膜15A及电介质膜15B。
本实施方式的特征在于，电介质膜15A及电介质膜15B包括从由氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈构成的组中选择的至少一种电介质。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。以下，将详细的上述效果与本实施方式的详细结构一起进行说明。
如图1所示，压电性基板2具有支承基板3、作为高声速材料层的高声速膜4、低声速膜5以及压电体层6。更具体而言，在支承基板3上设置有高声速膜4。在高声速膜4上设置有低声速膜5。在低声速膜5上设置有压电体层6。
在压电性基板2的压电体层6上设置有IDT电极7。通过向IDT电极7施加交流电压来激励弹性波。如图2所示，在压电性基板2上的IDT电极7的弹性波传播方向两侧设置有一对反射器8及反射器9。弹性波装置1是声表面波谐振器。不过，本发明的弹性波装置不限于弹性波谐振器，也可以是具有弹性波谐振器的滤波器装置或多工器。
如图2所示，IDT电极7具有第一汇流条16、第二汇流条17、多个第一电极指18及多个第二电极指19。第一汇流条16及第二汇流条17对置。多个第一电极指18的一端分别与第一汇流条16连接。多个第二电极指19的一端分别与第二汇流条17连接。多个第一电极指18及多个第二电极指19相互交替插入。需要说明的是，在本说明书中，将弹性波传播方向设为x方向。将第一电极指18及第二电极指19延伸的方向设为第一方向y。在本实施方式中，x方向与y方向正交。
IDT电极7具有主电极层和两层紧贴层。从压电体层6侧依次层叠有紧贴层、主电极层及紧贴层。在本说明书中，主电极层是在弹性波的激励中起支配性的电极层。在本实施方式中，两层紧贴层双方均是Ti层，主电极层是Al层。不过，IDT电极7的材料不限于上述。或者，IDT电极7也可以仅包括主电极层。对于反射器8及反射器9，能够使用与IDT电极7相同的材料。
返回图1，压电体层6是钽酸锂层。更具体而言，用于压电体层6的压电体是55Y切割X传播LiTaO3。需要说明的是，压电体层6的材料及切割角不限于上述。
低声速膜5是声速相对低的膜。更具体而言，在低声速膜5传播的体波的声速比在压电体层6传播的体波的声速低。本实施方式的低声速膜5是氧化硅膜。氧化硅由SiOa表示。a是任意的正数。构成本实施方式的低声速膜5的氧化硅是SiO2。需要说明的是，低声速膜5的材料不限于上述，例如也能够使用将玻璃、氮氧化硅、氧化锂、五氧化钽、或者向氧化硅添加了氟、碳或硼的化合物作为主成分的材料。
在本实施方式中，高声速材料层是高声速膜4。高声速材料层是声速相对高的层。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6传播的弹性波的声速高。在本实施方式中，作为高声速材料层的高声速膜4是氮化硅膜。需要说明的是，构成本实施方式的高声速膜4的氮化硅是SiN。不过，高声速膜4的材料不限于上述，例如也能够使用硅、氧化铝、碳化硅、氮氧化硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、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)膜或金刚石等、以上述材料为主成分的介质。
在本实施方式中，支承基板3是硅基板。需要说明的是，支承基板3的材料不限于上述，例如能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、蓝宝石、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、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体或树脂等。
在本实施方式中，压电性基板2具有依次层叠有作为高声速材料层的高声速膜4、低声速膜5及压电体层6的构造。由此，能够将弹性波的能量有效地封闭到压电体层6侧。
如图2所示，在IDT电极7中，第一电极指18与第二电极指19在x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C、第一边缘区域E1及第二边缘区域E2。中央区域C在交叉区域A中位于y方向上的中央侧。第一边缘区域E1及第二边缘区域E2配置在中央区域C的y方向两侧。更具体而言，第一边缘区域E1配置在中央区域C的第一汇流条16侧。第二边缘区域E2配置在中央区域C的第二汇流条17侧。需要说明的是，以下，也有时将第一边缘区域E1及第二边缘区域E2仅记载为边缘区域。
IDT电极7具有第一间隙区域G1及第二间隙区域G2。第一间隙区域G1位于第一边缘区域E1与第一汇流条16之间。第二间隙区域G2位于第二边缘区域E2与第二汇流条17之间。在第一间隙区域G1中，仅设置有第一电极指18及第二电极指19中的第一电极指18。由此，第一间隙区域G1中的声速比中央区域C中的声速高。同样地，在第二间隙区域G2中，仅设置有第一电极指18及第二电极指19中的第二电极指19。由此，第二间隙区域G2中的声速比中央区域C中的声速高。在将中央区域C中的声速设为Vc、将第一间隙区域G1及第二间隙区域G2中的声速设为Vg时，Vc<Vg。这样，在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2中，构成了高声速区域。
这里，在第一边缘区域E1中，在压电性基板2与全部的第一电极指18及全部的第二电极指19之间，设置有一个上述电介质膜15A。电介质膜15A具有带状的形状。电介质膜15A也设置在压电性基板2上的全部的电极指之间的部分。此外，电介质膜15A也设置在压电性基板2与反射器8及反射器9之间。同样地，在第二边缘区域E2中，在压电性基板2与全部的第一电极指18及全部的第二电极指19之间，设置有一个上述电介质膜15B。电介质膜15B具有带状的形状。电介质膜15B也设置在压电性基板2上的全部的电极指之间的部分。此外，电介质膜15B也设置在压电性基板2与反射器8及反射器9之间。不过，电介质膜15A及电介质膜15B也可以不设置在压电性基板2与反射器8及反射器9之间。
需要说明的是，一个电介质膜15A不限定于设置在压电性基板2与IDT电极7的全部的电极指之间的结构。弹性波装置1也可以具有多个电介质膜15A。电介质膜15A设置在压电性基板2与IDT电极7的至少一根电极指之间即可。电介质膜15A也可以不设置在压电性基板2上的多个电极指之间的部分。不过，在设置有多个电介质膜15A的情况下，优选在压电性基板2与全部的电极指之间分别设置有电介质膜15A。
同样地，弹性波装置1也可以具有多个电介质膜15B。电介质膜15B设置在压电性基板2与IDT电极7的至少一根电极指之间即可。电介质膜15B也可以不设置在压电性基板2上的多个电极指之间的部分。不过，在设置有多个电介质膜15B的情况下，优选在压电性基板2与全部的电极指之间分别设置有电介质膜15B。
在本实施方式中，电介质膜15A及电介质膜15B包括从由氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈构成的组中选择的至少一种电介质。由此，在第一边缘区域E1及第二边缘区域E2中，能够更加可靠地降低声速。在将第一边缘区域E1及第二边缘区域E2中的声速设为Ve时，能够为Ve<Vc。这样，在第一边缘区域E1及第二边缘区域E2中，更加可靠地构成了低声速区域。以下示出能够为Ve<Vc即Ve/Vc<1的详细效果。
在构成第一实施方式的结构的弹性波装置、第一比较例及参考例中，比较了声速的变化的行为。更具体而言，比较了声速的变化相对于电介质膜的膜厚的变化的行为。声速是通过测定谐振频率而计算出的。更详细而言，在将声速设为V、将频率设为f、将由IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ时，V＝fλ的关系成立。根据该关系而计算出声速。
在第一实施方式中，在电介质膜为HfO2膜、Nb2O5膜、WO3膜及CeO2膜的情况下分别调查了声速的行为。在第一比较例中，用于电介质膜的电介质与第一实施方式不同。作为第一比较例，在电介质膜为SiO2膜及SiN膜的情况下分别调查了声速的行为。参考例在电介质膜设置于IDT电极上且电介质膜是SiO2膜的方面与第一实施方式不同。需要说明的是，在未设置电介质膜的情况下，也测定了声速。
构成第一实施方式的结构的弹性波装置、以及第一比较例及参考例的弹性波装置的设计参数如下所述。
支承基板：材料...Si
高声速膜：材料...SiN，厚度...300nm
低声速膜：材料...SiO2，厚度...300nm
压电体层：材料...55Y切割X传播LiTaO3，厚度...400nm
IDT电极的层结构：层结构...从压电体层侧起为Ti层/Al层/Ti层，厚度...从压电体层侧起为12nm/100nm/4nm
IDT电极的波长：2μm
IDT电极的占空比：0.5
电介质膜：厚度...在5nm以上且65nm以下的范围、或者5nm以上且55nm以下的范围内，以10nm的增量变化。
图3是示出第一比较例及参考例的弹性波装置中的电介质膜的厚度与声速之间的关系的图。图4是示出第一实施方式的弹性波装置中的电介质膜的厚度与声速之间的关系的图。
如图3所示，在第一比较例中，在电介质膜为SiO2膜的情况下，与未设置电介质膜的情况相比，声速变高。此外，电介质膜越厚则声速越高。在电介质膜为SiN膜的情况下也是同样地，电介质膜越厚则声速越高。需要说明的是，即便如参考例那样电介质膜是SiO2膜，在电介质膜设置在IDT电极上的情况下，也是电介质膜越厚则声速越低。
另一方面，如图4所示，在第一实施方式中，可知在电介质膜15A及电介质膜15B为HfO2膜、Nb2O5膜、WO3膜及CeO2膜的情况下，分别是电介质膜15A及电介质膜15B越厚则声速越低。这样，在第一实施方式中，在第一边缘区域E1及第二边缘区域E2中能够更加可靠地构成低声速区域。
因此，在第一实施方式中，在y方向上，能够更加可靠地将低声速区域配置到中央区域C的外侧。此外，高声速区域位于低声速区域的外侧。因此，能够更加可靠地使活塞模式成立。因此，能够更加可靠地抑制横模。
此外，本发明人发现横模的抑制取决于电介质膜15A及电介质膜15B的介电常数。以下对此详细进行说明。
在第一实施方式及第二比较例中，通过仿真而比较了阻抗频率特性。在第一实施方式中，作为电介质膜，使用了HfO2膜。在第二比较例中，将电介质膜的弹性常数及密度设为HfO2膜的弹性常数及密度，将电介质膜的介电常数设为SiO2膜的介电常数。需要说明的是，具有第一实施方式的结构的弹性波装置及第二比较例的弹性波装置的设计参数除了电介质膜的厚度之外与比较上述声速的行为的情况相同。电介质膜的厚度为30nm。
图5是示出第一实施方式中的阻抗频率特性的图。图6是示出第二比较例中的阻抗频率特性的图。
如图5所示，在第一实施方式中，抑制了横模。另一方面，如图6中的箭头B所示，在第二比较例中，产生了由横模引起的较大杂散。可知即便电介质膜的弹性常数及密度与HfO2膜的弹性常数及密度相同，如果电介质膜的介电常数与SiO2膜的介电常数相同，则也难以抑制横模。这样，可知横模的抑制取决于电介质膜的介电常数。
这里，使弹性波装置中的电介质膜的介电常数等变化，调查了声速Vc及声速Ve的关系。由此，导出了能够降低边缘区域中的声速的条件。以下对此详细进行说明。
如上所述，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电极指中的电极指中心间距离。具体而言，是指在相邻的电极指中分别将x方向上的中心点彼此连结而得到的距离。在电极指中心间距离不固定的情况下，电极指间距是电极指中心间距离的平均值。此外，将电介质膜的厚度设为t_D[λ]，将电介质膜的介电常数设为ε，将电介质膜的密度设为d[kg/m3]，将电介质膜的杨氏模量设为Y[GPa]，将压电体层的厚度设为t_LT[λ]，将IDT电极的主电极层的厚度设为t_Al[λ]，将中央区域中的声速设为Vc，将一对边缘区域中的声速设为Ve。使上述各参数变化，在各个条件下计算出Ve/Vc。弹性波装置的设计参数如下所述。需要说明的是，以下，也有时省略上述各参数的单位的记载。
支承基板：材料...Si
高声速膜：材料...SiN，厚度...300nm
低声速膜：材料...SiO2，厚度...300nm
压电体层：材料...55°Y切割X传播LiTaO3，厚度...t_LT
IDT电极的层结构：层结构...从压电体层侧起为Ti层/Al层/Ti层，厚度...从压电体层侧起为12nm/t_Al/4nm
IDT电极的波长：2μm
IDT电极的占空比：0.5
电介质膜的密度d：在2kg/m3以上且8kg/m3以下的范围内，按照2kg/m3的增量变化。
电介质膜的杨氏模量Y：在70GPa以上且280GPa以下的范围内，按照70GPa的增量变化。
电介质膜的介电常数ε：在5以上且35以下的范围内，按照5的增量变化。
电介质膜的厚度t_D：在0.0025λ以上且0.0175λ以下的范围内，按照0.0025λ的增量变化。
压电体层的厚度t_LT：在0.15λ以上且0.3λ以下的范围内，按照0.05λ的增量变化。
Al层的厚度t_Al：在0.05λ以上且0.075λ以下的范围内，按照0.0125λ的增量变化。
由此，导出了上述各参数与Ve/Vc的关系式即式1。
[数式2]
Ve/Vc＝1.00431413354797+(-0.00285716659280799)×((d[kg/m3])-4.66559485530547)+0.0000854138472667538×((Y[GPa])-163.239549839228)+(-0.000350625383356713)×(ε-20.050911039657)+0.262088599487209×((t_D[λ])-0.00998794212218652)+(-0.00121829646867971)×((t_LT[λ])-0.29981243301179)+(-0.0171813623903716)×((t_Al[λ])-0.064995980707398)+0.0000011344571772174×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((Y[GPa])-163.239549839228))+(-0.0000000938653776651)×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((Y[GPa])-163.239549839228)-7625.27702101924)+0.0000162006962167552×((ε-20.050911039657)×(ε-20.050911039657)-125.050998634098)+(-0.286079428865232)×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+0.00817326864820186×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+(-0.0221047213078)×((ε-20.050911039657)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+(-17.2441046243263)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_D[λ])-0.00998794212218652)-0.0000249563122710345)+0.00438054956998946×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.000147617022443897)×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.23034817620302)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.0367578157483136)×(((t_LT[λ])-0.29981243301179)×((t_LT[λ])-0.29981243301179)-0.0199865671766099)+0.000409293299970899×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))+(-1.89603355496479)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))+(-0.0528637488540428)×(((t_LT[λ])-0.29981243301179)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))…式1
t_D[λ]、ε、d[kg/m3]、Y[GPa]、t_LT[λ]及t_Al[λ]是通过式1导出的Ve/Vc小于1的值即可。由此，能够可靠地使一对边缘区域成为低声速区域。由此，能够使活塞模式成立，能够抑制横模。
需要说明的是，在上述各参数是通过式1导出的Ve/Vc小于1的值的情况下，图2所示的电介质膜15A及电介质膜15B也可以不包括氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈。不过，电介质膜15A及电介质膜15B优选包括从由氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈构成的组中选择的至少一种电介质。
如上所述，在第一实施方式的压电性基板2中，在高声速膜4上，隔着低声速膜5间接地设置有压电体层6。不过，压电性基板2的结构不限于上述。以下，示出仅仅压电性基板的结构与第一实施方式不同的第一实施方式的第一变形例～第三变形例。在第一变形例～第三变形例中，也与第一实施方式同样地能够更加可靠地抑制横模。此外，能够将弹性波的能量有效地封闭到压电体层6侧。
在图7所示的第一变形例中，压电性基板22A具有支承基板3、高声速膜4以及压电体层6。在本变形例中，在作为高声速材料层的高声速膜4上直接设置有压电体层6。
在图8所示的第二变形例中，高声速材料层是高声速支承基板24。压电性基板22B具有高声速支承基板24、低声速膜5以及压电体层6。在高声速支承基板24上设置有低声速膜5。
作为高声速支承基板24的材料，例如能够使用氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、DLC膜或者金刚石等、以上述材料为主成分的介质。
在图9所示的第三变形例中，压电性基板22C具有高声速支承基板24和压电体层6。在本变形例中，在作为高声速材料层的高声速支承基板24上直接设置有压电体层6。
另一方面，在图10所示的第一实施方式的第四变形例中，压电性基板22D仅包括压电体层。压电性基板22D是压电基板。在该情况下也与第一实施方式同样地，能够更加可靠地抑制横模。
图11是第二实施方式的弹性波装置的正面剖视图。
本实施方式在压电性基板32具有声反射膜37的方面与第一实施方式不同。更具体而言，压电性基板32具有支承基板3、声反射膜37以及压电体层6。在支承基板3上设置有声反射膜37。在声反射膜37上设置有压电体层6。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的弹性波装置1相同的结构。
声反射膜37是多个声阻抗层的层叠体。更具体而言，声反射膜37具有多个低声阻抗层和多个高声阻抗层。低声阻抗层是声阻抗相对低的层。声反射膜37的多个低声阻抗层是低声阻抗层35a及低声阻抗层35b。另一方面，高声阻抗层是声阻抗相对高的层。声反射膜37的多个高声阻抗层是高声阻抗层34a及高声阻抗层34b。低声阻抗层及高声阻抗层交替地被层叠。需要说明的是，低声阻抗层35a是声反射膜37中位于最靠压电体层6侧的层。
声反射膜37具有各为两层的低声阻抗层及高声阻抗层。不过，声反射膜37具有各为至少一层的低声阻抗层及高声阻抗层即可。
作为低声阻抗层的材料，例如能够使用氧化硅或铝等。作为高声阻抗层的材料，例如能够使用铂或钨等金属、氮化铝或氮化硅等电介质。
由于弹性波装置31具有声反射膜37，因此，能够将弹性波的能量有效地封闭到压电体层6侧。
本实施方式中的压电性基板32上的电极构造与第一实施方式相同。因此，能够在一对边缘区域中更加可靠地降低声速，能够更加可靠地使活塞模式成立。因此，能够更加可靠地抑制横模。
附图标记说明
1...弹性波装置；
2...压电性基板；
3...支承基板；
4...高声速膜；
5...低声速膜；
6...压电体层；
7...IDT电极；
8、9...反射器；
15A、15B...电介质膜；
16...第一汇流条；
17...第二汇流条；
18...第一电极指；
19...第二电极指；
22A～22D...压电性基板；
24...高声速支承基板；
31...弹性波装置；
32...压电性基板；
34a、34b...高声阻抗层；
35a、35b...低声阻抗层；
37...声反射膜；
A...交叉区域；
C...中央区域；
E1、E2...第一边缘区域、第二边缘区域；
G1、G2...第一间隙区域、第二间隙区域。
Claims (10)
1.一种弹性波装置，具备：
压电性基板；以及
IDT电极，其设置在所述压电性基板上，具有多个电极指，
所述IDT电极的相邻的电极指在弹性波传播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多个电极指延伸的方向上的中央侧的中央区域以及配置在所述中央区域的所述多个电极指延伸的方向两侧的一对边缘区域，
在所述一对边缘区域中，还具备设置在所述压电性基板与所述多个电极指之间的电介质膜，
所述电介质膜包括从由氧化铪、氧化铌、氧化钨及氧化铈构成的组中选择的至少一种电介质。
2.一种弹性波装置，具备：
压电性基板，其具有压电体层；以及
IDT电极，其设置在所述压电性基板上，具有多个电极指，
所述IDT电极的相邻的电极指在弹性波传播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多个电极指延伸的方向上的中央侧的中央区域以及配置在所述中央区域的所述多个电极指延伸的方向两侧的一对边缘区域，
在所述一对边缘区域中，还具备设置在所述压电性基板与所述多个电极指之间的电介质膜，
所述压电体层是钽酸锂层，
所述IDT电极具有主电极层，所述主电极层是Al层，
在将由所述IDT电极的电极指间距规定的波长设为λ[μm]、将所述电介质膜的厚度设为t_D[λ]、将所述电介质膜的介电常数设为ε、将所述电介质膜的密度设为d[kg/m3]、将所述电介质膜的杨氏模量设为Y[GPa]、将所述压电体层的厚度设为t_LT[λ]、将所述IDT电极的所述主电极层的厚度设为t_Al[λ]、将所述中央区域中的声速设为Vc、将所述一对边缘区域中的声速设为Ve时，所述t_D[λ]、所述ε、所述d[kg/m3]、所述Y[GPa]、所述t_LT[λ]及所述t_Al[λ]是通过下述的式1导出的Ve/Vc小于1的值，
[数式1]
Ve/Vc＝1.00431413354797+(-0.00285716659280799)×((d[kg/m3])-4.66559485530547)+0.0000854138472667538×((Y[GPa])-163.239549839228)+(-0.000350625383356713)×(ε-20.050911039657)+0.262088599487209×((t_D[λ])-0.00998794212218652)+(-0.00121829646867971)×((t_LT[λ])-0.29981243301179)+(-0.0171813623903716)×((t_Al[λ])-0.064995980707398)+0.0000011344571772174×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((Y[GPa])-163.239549839228))+(-0.0000000938653776651)×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((Y[GPa])-163.239549839228)-7625.27702101924)+0.0000162006962167552x((ε-20.050911039657)×(ε-20.050911039657)-125.050998634098)+(-0.286079428865232)×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+0.00817326864820186×(((Y[GPa])-163239549839228)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+(-00221047213078)×((ε-20.050911039657)×((t_D[λ])-0.00998794212218652))+(-17.2441046243263)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_D[λ])-0.00998794212218652)-0.0000249563122710345)+0.00438054956998946×(((d[kg/m3])-4.66559485530547)×((t-LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.000147617022443897)×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.23034817620302)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_LT[λ])-0.29981243301179))+(-0.0367578157483136)×(((t_LT[λ])-0.29981243301179)×((t_LT[λ])-0.29981243301179)-0.0199865671766099)+0.000409293299970899×(((Y[GPa])-163.239549839228)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))+(-1.89603355496479)×(((t_D[λ])-0.00998794212218652)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))+(-0.0528637488540428)×(((t_LT[λ])-0.29981243301179)×((t_Al[λ])-0.064995980707398))
…式1。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
在所述一对边缘区域的所述多个电极指延伸的方向上的外侧，配置有一对高声速区域，
所述一对高声速区域中的声速比所述中央区域中的声速高。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电性基板是仅包括压电体层的压电基板。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电性基板具有高声速材料层以及直接或间接地设置在所述高声速材料层上的压电体层，
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。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置，其中，
所述压电性基板具有设置在所述高声速材料层与所述压电体层之间的低声速膜，
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。
7.根据权利要求5或6所述的弹性波装置，其中，
所述高声速材料层是高声速支承基板。
8.根据权利要求5或6所述的弹性波装置，其中，
所述压电性基板具有支承基板，
所述高声速材料层是设置在所述支承基板上的高声速膜。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电性基板具有声反射膜和设置在所述声反射膜上的压电体层，
所述声反射膜具有声阻抗相对高的高声阻抗层和声阻抗相对低的低声阻抗层，
所述高声阻抗层与所述低声阻抗层交替地被层叠。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层是钽酸锂层。
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