CN116438740A - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

抑制压电层的裂纹产生。弹性波装置具备：支承基板，其在第1方向上具有厚度；压电层，其设置在所述支承基板的所述第1方向；IDT电极，其设置在所述压电层的所述第1方向，具有多个第1电极指和多个第2电极指，所述多个第1电极指在与所述第1方向交叉的第2方向上延伸，所述多个第2电极指在与所述第2方向正交的第3方向上与所述多个第1电极指的任一个对置，并且在所述第2方向上延伸；以及加强膜，其设置在所述压电层的所述第1方向，在所述支承基板和所述压电层之间，在至少一部分在所述第1方向上与所述IDT电极重叠的位置，设置有空洞部，在相对于所述IDT电极在所述第3方向上不与所述IDT电极重叠的位置，具有贯穿所述压电层的至少一个贯通孔，所述贯通孔与所述空洞部连通，所述加强膜的至少一部分在所述第1方向上与所述空洞部重叠。

Description

弹性波装置
技术领域
本公开涉及弹性波装置。
背景技术
在专利文献1中记载了一种弹性波装置。
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中，在支承基板和压电层之间设置有空洞部的情况下，由于杂散的产生，有可能在压电层产生裂纹。因此，希望抑制压电层的裂纹产生。
本公开用于解决上述的课题，目的在于提供一种弹性波装置，抑制压电层的裂纹产生。
用于解决问题的手段
一个方式涉及的弹性波装置具备：支承基板，其在第1方向上具有厚度；压电层，其设置在所述支承基板的所述第1方向；IDT电极，其设置在所述压电层的所述第1方向，具有多个第1电极指和多个第2电极指，所述多个第1电极指在与所述第1方向交叉的第2方向上延伸，所述多个第2电极指在与所述第2方向正交的第3方向上与所述多个第1电极指的任一个对置，并且在所述第2方向上延伸；以及加强膜，其设置在所述压电层的所述第1方向，在所述支承基板和所述压电层之间，在至少一部分在所述第1方向上与所述IDT电极重叠的位置，设置有空洞部，在相对于所述IDT电极在所述第3方向上不与所述IDT电极重叠的位置，具有贯穿所述压电层的至少一个贯通孔，所述贯通孔与所述空洞部连通，所述加强膜的至少一部分在所述第1方向上与所述空洞部重叠。
发明效果
根据本公开，能够抑制压电层的裂纹产生。
附图说明
图1A是示出第1实施方式的弹性波装置的立体图。
图1B是示出第1实施方式的电极构造的俯视图。
图2是沿着图1A的II-II线的部分的剖视图。
图3A是用于说明在比较例的压电层传播的兰姆波的示意性剖视图。
图3B是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模式的体波的示意性剖视图。
图4是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模式的体波的振幅方向的示意性剖视图。
图5是示出第1实施方式的弹性波装置的谐振特性的例子的说明图。
图6是示出在第1实施方式的弹性波装置中，将相邻的电极的中心间距离或者中心间距离的平均距离设为p、将压电层的平均厚度设为d的情况下，d/2p和作为谐振器的分数带宽的关系的说明图。
图7是示出在第1实施方式的弹性波装置中设置有一对电极的例子的俯视图。
图8是示出第1实施方式的弹性波装置的谐振特性的一例的参考图。
图9是示出第1实施方式的弹性波装置的、构成许多的弹性波谐振器的情况下的分数带宽和作为杂散的大小的以180度标准化了的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的说明图。
图10是示出d/2p、金属化比MR和分数带宽的关系的说明图。
图11是示出使d/p无限接近于0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°、θ、ψ)的映射的说明图。
图12是用于说明本发明的实施方式涉及的弹性波装置的部分截切立体图。
图13A是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第1实施例的俯视图。
图13B是沿着图13A的B-B线的部分的剖视图。
图14是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第2实施例的俯视图。
图15是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第3实施例的俯视图。
图16是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第4实施例的俯视图。
图17是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第5实施例的俯视图。
图18是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第6实施例的俯视图。
图19是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第7实施例的俯视图。
图20是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第8实施例的俯视图。
图21是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第9实施例的俯视图。
图22是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第10实施例的俯视图。
图23是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第11实施例的俯视图。
图24是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第12实施例的俯视图。
图25是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第13实施例的俯视图。
图26是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第14实施例的俯视图。
图27是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第15实施例的俯视图。
图28是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第16实施例的俯视图。
图29是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第17实施例的俯视图。
图30是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第18实施例的俯视图。
图31是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第19实施例的俯视图。
图32是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第20实施例的俯视图。
图33是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第21实施例的俯视图。
图34是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第22实施例的俯视图。
图35是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第23实施例的俯视图。
图36是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第24实施例的俯视图。
图37是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第25实施例的俯视图。
图38是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第26实施例的俯视图。
图39是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第27实施例的俯视图。
图40是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第28实施例的俯视图。
图41是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第29实施例的俯视图。
图42是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第1实施例的俯视图。
图43是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第1实施例的贯通孔周边的压电层表面的应力特性的说明图。
图44是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第2实施例的俯视图。
图45是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第3实施例的俯视图。
图46是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第4实施例的俯视图。
图47是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第5实施例的俯视图。
图48是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第6实施例的俯视图。
图49是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第8实施例的俯视图。
图50是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第9实施例的俯视图。
图51是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第10实施例的俯视图。
具体实施方式
以下，基于附图来详细说明本公开的实施方式。另外，本公开不受该实施方式限定。另外，本公开所记载的各实施方式是例示性的，在不同的实施方式间能够进行结构的部分置换或组合。在变形例、第2实施方式以后，省略关于与第1实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。尤其是，关于由同样的结构带来的同样的作用效果，不在每个实施方式逐次提及。
(第1实施方式)
图1A是示出第1实施方式的弹性波装置的立体图。图1B是示出第1实施方式的电极构造的俯视图。
第1实施方式的弹性波装置1具有包括LiNbO3的压电层2。压电层2也可以包括LiTaO3。LiNbO3、LiTaO3的切割角在第1实施方式中是Z切割。LiNbO3、LiTaO3的切割角也可以是旋转Y切割、X切割。优选的是，Y传播以及X传播±30°的传播方位为宜。
压电层2的厚度没有特别限定，但是为了有效地激励厚度剪切一阶模式，优选为50nm以上且1000nm以下。
压电层2具有在Z方向上相互对置的第1主面2a和第2主面2b。在第1主面2a上设置有电极指3以及电极指4。
这里，电极指3是“第1电极指”的一例，电极指4是“第2电极指”的一例。在图1A以及图1B中，多个电极指3与第1汇流条5连接。多个电极指4与第2汇流条6连接。多个电极指3以及多个电极指4相互交错对插。据此，构成具备电极指3和电极指4的IDT电极。
电极指3以及电极指4具有矩形形状，具有长度方向。在与该长度方向正交的方向上，电极指3和与电极指3相邻的电极指4对置。电极指3、电极指4的长度方向、以及与电极指3、电极指4的长度方向正交的方向都是与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此，电极指3和与电极指3相邻的电极指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。在以下的说明中，有时将压电层2的厚度方向设为Z方向(或者第1方向)、将电极指3、电极指4的长度方向设为Y方向(或者第2方向)、将电极指3、电极指4的正交的方向设为X方向(或者第3方向)来进行说明。
此外，也可以将电极指3、电极指4的长度方向和图1A以及图1B所示的与电极指3、电极指4的长度方向正交的方向调换。即，也可以使电极指3、电极指4沿图1A以及图1B中第1汇流条5以及第2汇流条6延伸的方向延伸。在该情况下，第1汇流条5以及第2汇流条6变得沿图1A以及图1B中电极指3、电极指4延伸的方向延伸。而且，与一个电位连接的电极指3和与另一个电位连接的电极指4相邻的一对构造，沿与上述电极指3、电极指4的长度方向正交的方向设置有多对。
这里，所谓电极指3和电极指4相邻，不是指电极3和电极4配置为直接接触的情况，而是指电极3和电极4隔着间隔配置的情况。此外，在电极3和电极4相邻的情况下，在电极3和电极4之间，没有配置包括其他电极3、电极4在内的、与信号电极、接地电极连接的电极。其对数无需为整数对，也可以是1.5对、2.5对等。
电极指3和电极指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。此外，所谓电极指3和电极指4之间的中心间距离，成为将与电极指3的长度方向正交的方向上的电极指3的宽度尺寸的中心和与电极指4的长度方向正交的方向上的电极指4的宽度尺寸的中心连结的距离。
而且，在电极指3、电极指4的至少一者有多根的情况下(在将电极指3、电极指4设为一对电极组时，有1.5对以上的电极组的情况下)，电极指3、电极指4的中心间距离是指1.5对以上的电极指3、电极指4中的相邻的电极指3、电极指4彼此的中心间距离的平均值。
此外，电极指3、电极指4的宽度、即电极指3、电极指4的对置方向的尺寸优选为150nm以上且1000nm以下的范围。另外，所谓电极指3和电极指4之间的中心间距离，成为将与电极指3的长度方向正交的方向上的电极指3的尺寸(宽度尺寸)的中心和与电极指4的长度方向正交的方向上的电极指4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结的距离。
此外，在第1实施方式中，使用了Z切割的压电层，所以与电极指3、电极指4的长度方向正交的方向成为与压电层2的极化方向正交的方向。在作为压电层2而使用了其他切割角的压电体的情况下，不限于此。这里，所谓“正交”，并非仅限于严格正交的情况，也可以是大致正交(与电极指3、电极指4的长度方向正交的方向和极化方向所成的角度例如为90°±10°)。
在压电层2的第2主面2b侧，隔着电介质膜7层叠有支承基板8。电介质膜7以及支承基板8具有框状的形状，如图2所示，具有开口部7a、8a。据此，形成了空洞部(气隙)9。
空洞部9为了不妨碍压电层2的激励区域C的振动而设置。因此，上述支承基板8在不与设置有至少一对电极指3、电极指4的部分重叠的位置，隔着电介质膜7层叠于第2主面2b。另外，也可以不设置电介质膜7。因此，支承基板8可以直接或间接地层叠于压电层2的第2主面2b。
电介质膜7由氧化硅形成。不过，电介质膜7除了氧化硅之外也能够由氮化硅、矾土等适当的绝缘性材料形成。
支承基板8由Si形成。Si的压电层2侧的面中的面方位可以是(100)、(110)，也可以是(111)。优选的是，电阻率4kΩ以上的高电阻的Si为宜。不过，关于支承基板8，也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料来构成。作为支承基板8的材料，例如能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化镁、蓝宝石、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、氮化镓等半导体等。
上述多个电极指3、电极指4以及第1汇流条5、第2汇流条6包括Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在第1实施方式中，电极指3、电极指4以及第1汇流条5、第2汇流条6具有在Ti膜上层叠了Al膜的构造。另外，也可以使用Ti膜以外的密接层。
在驱动时，在多个电极指3和多个电极指4之间施加交流电压。更具体而言，在第1汇流条5和第2汇流条6之间施加交流电压。据此，能够得到利用了在压电层2中激励的厚度剪切一阶模式的体波的谐振特性。
此外，在弹性波装置1中，在将压电层2的厚度设为d，将多对电极指3、电极指4中的任意相邻的电极指3、电极指4的中心间距离设为p的情况下，d/p被设为0.5以下。因此，能够有效地激励上述厚度剪切一阶模式的体波，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。
另外，如第1实施方式那样在电极指3、电极指4的至少一者具有多根的情况下，即，在将电极指3、电极指4设为一对电极组时电极指3、电极指4具有1.5对以上的情况下，相邻的电极指3、电极指4的中心间距离p成为各相邻的电极指3、电极指4的中心间距离的平均距离。
在第1实施方式的弹性波装置1中，因为具备上述结构，所以即使要实现小型化而减少了电极指3、电极指4的对数，也不易产生Q值的降低。这是因为，其是在两侧不需要反射器的谐振器，传播损耗少。此外，不需要上述反射器是由于利用了厚度剪切一阶模式的体波。
图3A是用于说明在比较例的压电层传播的兰姆(Lamb)波的示意性剖视图。图3B是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模式的体波的示意性剖视图。图4是用于说明在第1实施方式的压电层传播的厚度剪切一阶模式的体波的振幅方向的示意性剖视图。
在图3A中，是专利文献1所记载的那样的弹性波装置，兰姆波在压电层传播。如图3A所示，波在压电层201中如箭头所示那样传播。这里，在压电层201中具有第1主面201a和第2主面201b，将第1主面201a和第2主面201b连结的厚度方向为Z方向。X方向是IDT电极的电极指3、4排列的方向。如图3A所示，对于兰姆波，波如图示那样向X方向不断传播。因为是板波，所以虽然压电层201作为整体而振动，但是波向X方向传播，因而在两侧配置反射器，得到了谐振特性。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3、4的对数的情况下，Q值降低。
与此相对，如图3B所示，在第1实施方式的弹性波装置中，因为振动位移为厚度剪切方向，所以波大致在连结压电层2的第1主面2a和第2主面2b的方向、即Z方向上传播、谐振。即，波的X方向分量明显比Z方向分量小。而且，通过该Z方向的波的传播可得到谐振特性，因此不需要反射器。因而，不产生向反射器传播时的传播损耗。因此，即使要推进小型化而减少了包括电极指3、电极指4的电极对的对数，也不易产生Q值的降低。
另外，如图4所示，厚度剪切一阶模式的体波的振幅方向在压电层2的激励区域C(参照图1B)包括的第1区域451和激励区域C包括的第2区域452变得相反。在图4中，示意性示出了在电极指3和电极指4之间施加了电极指4成为比电极指3高的电位的电压的情况下的体波。第1区域451是激励区域C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和第1主面2a之间的区域。第2区域452是激励区域C中的虚拟平面VP1和第2主面2b之间的区域。
在弹性波装置1中，配置有包括电极指3和电极指4的至少一对电极，但并非使波在X方向上传播，所以包括该电极指3、电极指4的电极对的对数未必需要有多对。即，只要设置有至少一对电极即可。
例如，上述电极指3是与信号电位连接的电极，电极指4是与接地电位连接的电极。不过，也可以电极指3连接于接地电位，电极指4连接于信号电位。在第1实施方式中，如上所述，至少一对电极是连接于信号电位的电极或者连接于接地电位的电极，未设置浮置电极。
图5是示出第1实施方式的弹性波装置的谐振特性的例子的说明图。另外，得到图5所示的谐振特性的弹性波装置1的设计参数如下所述。
压电层2：欧拉角(0°、0°、90°)的LiNbO3
压电层2的厚度：400nm
激励区域C(参照图1B)的长度：40μm
包括电极指3、电极指4的电极对数：21对
电极指3和电极指4之间的中心间距离(间距)：3μm
电极指3、电极指4的宽度：500nm
d/p：0.133
电介质膜7：1μm厚度的氧化硅膜
支承基板8：Si
另外，所谓激励区域C(参照图1B)，是在与电极指3和电极指4的长度方向正交的X方向上观察时，电极指3和电极指4重叠的区域。所谓激励区域C的长度，是激励区域C的沿着电极指3、电极指4的长度方向的尺寸。
在第1实施方式中，包括电极指3、电极指4的电极对的电极间距离在多对中设为全部相等。即，等间距地配置了电极指3和电极指4。
如从图5可明确的那样，尽管不具有反射器，也得到了分数带宽为12.5％的良好的谐振特性。
另外，在将上述压电层2的厚度设为d，将电极指3和电极指4的电极的中心间距离设为p的情况下，在第1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。
与得到了图5所示的谐振特性的弹性波装置同样地，但是使d/2p变化，得到了多个弹性波装置。图6是示出在第1实施方式的弹性波装置中，将相邻的电极指的中心间距离或者中心间距离的平均距离设为p、将压电层2的平均厚度设为d的情况下，d/2p和作为谐振器的分数带宽的关系的说明图。
如图6所示，若d/2p超过0.25，即d/p＞0.5时，即使调整d/p，分数带宽也不足5％。与此相对，在d/2p≤0.25，即d/p≤0.5的情况下，若使d/p在该范围内变化，则能够使分数带宽为5％以上，即能够构成具有高的耦合系数的谐振器。此外，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，能够使分数带宽提高到7％以上。而且，若在该范围内调整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2发明那样，可知通过使d/p为0.5以下，从而可以构成利用了上述厚度剪切一阶模式的体波的具有高的耦合系数的谐振器。
另外，至少一对电极可以是一对，在一对电极的情况下，上述p设为相邻的电极指3、电极指4的中心间距离。此外，在1.5对以上的电极的情况下，只要将相邻的电极指3、电极指4的中心间距离的平均距离设为p即可。
此外，关于压电层2的厚度d，在压电层2具有厚度偏差的情况下，也只要采用将该厚度平均化所得的值即可。
图7是示出在第1实施方式的弹性波装置中设置有一对电极的例子的俯视图。在弹性波装置101中，在压电层2的第1主面2a上，设置了具有电极指3和电极指4的一对电极。另外，图7中的K成为交叉宽度。如前所述，在本公开的弹性波装置中，电极的对数也可以是一对。在该情况下，若上述d/p为0.5以下，则也能够有效地激励厚度剪切一阶模式的体波。
在弹性波装置1中，优选的是，在多个电极指3、电极指4中，任意相邻的电极指3、电极指4相对于上述相邻的电极指3、电极指4在对置的方向上观察时重叠的区域即激励区域C的金属化比MR满足MR≤1.75(d/p)+0.075为宜。在该情况下，能够有效地减小杂散。参照图8以及图9对此进行说明。
图8是示出第1实施方式的弹性波装置的谐振特性的一例的参考图。由箭头B所示的杂散出现在谐振频率和反谐振频率之间。另外，设为d/p＝0.08，并且设为LiNbO3的欧拉角(0°、0°、90°)。此外，设为上述金属化比MR＝0.35。
参照图1B来说明金属化比MR。在图1B的电极构造中，在关注于一对电极指3、电极指4的情况下，设仅设置该一对电极指3、电极指4。在该情况下，由单点划线包围的部分成为激励区域C。所谓该激励区域C，是在与电极指3、电极指4的长度方向正交的方向即对置方向上观察电极指3和电极指4时电极指3中的与电极指4重合的区域、电极指4中的与电极指3重合的区域、以及电极指3和电极指4之间的区域中的电极指3和电极指4重合的区域。而且，激励区域C内的电极指3、电极指4的面积相对于该激励区域C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C的面积之比。
另外，在设置有多对电极指3、电极指4的情况下，只要将全部激励区域C包括的金属化部分相对于激励区域C的面积的合计的比例设为MR即可。
图9是示出第1实施方式的弹性波装置的、构成许多的弹性波谐振器的情况下的分数带宽和作为杂散的大小的以180度标准化了的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的说明图。另外，关于分数带宽，对压电层2的膜厚、电极指3、电极指4的尺寸进行了各种变更、调整。此外，图9是使用了包括Z切割的LiNbO3的压电层2的情况下的结果，但是在使用了其他切割角的压电层2的情况下，也成为同样的倾向。
在图9中的由椭圆J包围的区域中，杂散变大至1.0。如从图9可明确的那样，若分数带宽超过0.17，即若超过17％，则即使使构成分数带宽的参数变化，杂散电平为1以上的大的杂散也会出现在通带内。即，如图8所示的谐振特性那样，由箭头B所示的大的杂散出现在频带内。因此，分数带宽优选为17％以下。在该情况下，通过调整压电层2的膜厚、电极指3、电极指4的尺寸等，能够减小杂散。
图10是示出d/2p、金属化比MR和分数带宽的关系的说明图。在第1实施方式的弹性波装置1中，构成d/2p和MR不同的各种弹性波装置1，并且测定了分数带宽。图10的虚线D的右侧的附上影线而示出的部分是分数带宽为17％以下的区域。该附上影线的区域和未附上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，容易使分数带宽为17％以下。更优选的是图10中的单点划线D1所示的MR＝3.5(d/2p)+0.05的右侧的区域。即，若MR≤1.75(d/p)+0.05，则能够可靠地使分数带宽为17％以下。
图11是示出使d/p无限接近于0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°、θ、ψ)的映射的说明图。图11的附上影线而示出的部分是可得到至少5％以上的分数带宽的区域。若对区域的范围进行近似，则成为由下述的式(1)、式(2)以及式(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)或者(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)或者式(3)的欧拉角范围的情况下，能够充分地拓宽分数带宽，是优选的。
图12是用于说明本发明的实施方式涉及的弹性波装置的部分截切立体图。在图12中，用虚线示出空洞部9的外周缘。本发明的弹性波装置也可以是利用板波的弹性波装置。在该情况下，如图12所示，弹性波装置301具有反射器310、311。反射器310、311设置在压电层2的电极指3、4的弹性波传播方向两侧。在弹性波装置301中，通过对空洞部9上的电极指3、4施加交流电场，从而激励作为板波的兰姆波。此时，因为反射器310、311设置在两侧，所以能够得到基于作为板波的兰姆波的谐振特性。
如以上说明的那样，在弹性波装置1、101中，利用了厚度剪切一阶模式的体波。此外，在弹性波装置1、101中，第1电极指3以及第2电极指4是相邻的电极彼此，在将压电层2的厚度设为d，将第1电极指3以及第2电极指4的中心间距离设为p的情况下，d/p被设为0.5以下。据此，即使弹性波装置进行了小型化，也能够提高Q值。
在弹性波装置1、101中，压电层2由铌酸锂或者钽酸锂形成。在压电层2的第1主面2a或者第2主面2b，具有在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置的第1电极指3以及第2电极指4，用保护膜覆盖第1电极指3以及第2电极指4之上为宜。
图13A是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第1实施例的俯视图。图13B是沿着图13A的B-B线的部分的剖视图。如图13A所示，弹性波装置1A具备与空洞部9连通的贯通孔10和对压电层2进行加强的加强膜11。此外，在以下说明的实施例中，支承基板8是不具有开口部8a的板状的构件。在第1实施例涉及的弹性波装置1A中，空洞部9成为被压电层2的第2主面2b、电介质膜7的开口部7a的内壁和支承基板8的压电层2侧的面包围的空间。这里，弹性波装置1A的空洞部9具备空洞部9中的与IDT电极重叠的区域、以及作为与贯通孔10连通的空洞的引出通路9a。
贯通孔10是贯穿压电层2的孔。贯通孔10设置于在Z方向上俯视下至少一部分与空洞部9重叠并且不与IDT电极重叠的位置。在第1实施例中，如图13A所示，贯通孔10在Y方向上IDT电极的中心线B-B线上并且在X方向上夹着IDT电极的位置设置两处。此外，如图13B所示，贯通孔10在Z方向上与后述的空洞部9的引出通路9a连通。因此，在第1实施例中，如图13B所示，可以说贯通孔10彼此经由空洞部9而连通。另外，贯通孔10优选在压电层2至少设置两处，但是也可以设置一处。此外，在第1实施例中，贯通孔10的形状在Z方向上俯视下为矩形，但是不限于此，例如也可以是圆形、其他多边形等。
引出通路9a是空洞部9中的与贯通孔10连通的空洞。在Z方向上俯视下，引出通路9a设置在X方向上空洞部9的两端且与贯通孔10重叠的位置。即，引出通路9a设置在与贯通孔10连通的部分。在第1实施例中，在Z方向上俯视下，引出通路9a设置在不与第1电极指3以及第2电极指4重叠的区域。此外，引出通路9a优选面积比空洞部9中的与IDT电极重叠的区域小。此外，更优选引出通路9a的Y方向的最大的大小比空洞部9中的与IDT电极重叠的区域的Y方向的最大的大小小。另外，在第1实施例中，引出通路9a的形状在Z方向上俯视下为矩形，但是不限于此。
加强膜11是对压电层2进行加强的膜。如图13A所示，加强膜11设置在压电层2的第1主面2a上，在Z方向上俯视下，设置在与多个第1电极指3以及多个第2电极指4不重叠的位置。在Z方向上俯视下，加强膜11设置在至少一部分与空洞部9重叠的位置。在第1实施例中，加强膜11的至少一部分在X方向上设置在IDT电极和贯通孔10之间。据此，在第1实施例中，加强膜11的形状是加强膜11向IDT电极侧突出的曲线。在该情况下，加强膜11优选设置为在Y方向上跨越引出通路9a的内壁。能够抑制在压电层2产生以贯通孔10为起点的裂纹。
加强膜11的厚度da优选为在第1方向上俯视下与空洞部9重叠的区域中的压电层2的厚度d的1/2以上。此外，在第1实施例中，加强膜11的材料例如包括钛、铝、铜、镍等金属。据此，能够提高散热性。此外，在第1实施例中，加强膜11的形状是加强膜11向IDT电极侧突出的曲线，所以加强膜11能够抑制向IDT电极反射不需要的反射波，能够降低杂散。
以上，针对第1实施方式涉及的弹性波装置进行了说明，但是本实施方式不限于由第1实施例示出的弹性波装置1A。以下使用附图来说明其他实施例。
图14是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第2实施例的俯视图。图15是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第3实施例的俯视图。如图14以及图15所示，加强膜11B、11C的形状也可以是矩形。在该情况下，加强膜11优选设置为与空洞部9的与IDT电极重叠的部分和引出通路9a的边界的至少一部分重叠。另外，在图14中，加强膜11B在引出通路9a各设置一个，但不限于此。例如，如图15所示，加强膜11也可以在引出通路9a各设置两个。通过设为该结构，加强膜11B、11C能够抑制以空洞部9的与IDT电极重叠的部分和引出通路9a的边界为起点的压电层2的裂纹产生。
图16是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第4实施例的俯视图。矩形的加强膜11的位置不限于由第2实施例以及第3实施例所示的位置。例如，如图16所示，在Z方向上俯视下，加强膜11D也可以设置为在Y方向上跨越引出通路9a的内壁。据此，加强膜11D能够抑制容易产生变形的未设置电极指3、4的区域的压电层2变形，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。
图17是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第5实施例的俯视图。如图17所示，加强膜11E的形状也可以为线状。在该情况下，如图17所示，加强膜11E优选与空洞部9的与IDT电极重叠的部分和引出通路9a的边界的一部分重叠，更优选在Z方向上俯视下沿着空洞部9的外壁设置。通过设为该结构，加强膜11E能够抑制以边界为起点的压电层2的裂纹产生。
图18是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第6实施例的俯视图。在该情况下，如图18所示，加强膜11F也可以与第1汇流条5或第2汇流条6连接且成为一体。在该情况下，加强膜11F与第1汇流条5和第2汇流条6的任一者连接，以使得第1汇流条5和第2汇流条6不短路。即，优选设置为与第1汇流条5连接的加强膜11F不与第2汇流条6电连接，且与第2汇流条6连接的加强膜11F不与第1汇流条5电连接。通过设为该构造，加强膜11F能够与汇流条5、6同时形成，所以能够容易地形成加强膜11F。
图19是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第7实施例的俯视图。如图19所示，加强膜11FA也可以设置在第1汇流条5或者第2汇流条6上且成为一体。即，加强膜11FA也可以与第1汇流条5或者第2汇流条6成为一体从而形成比IDT电极厚的膜。在该情况下，在Z方向上俯视下，加强膜11FA优选与空洞部9的与IDT重叠的区域的X方向上的内壁的一部分重叠。即，在图19中，在Z方向上俯视下，加强膜11FA形成为与空洞部9的与IDT重叠的区域的在X方向上延伸的内壁整体重叠。通过设为该构造，加强膜11FA能够与汇流条5、6同时形成，所以能够容易地形成加强膜11FA。此外，在加强膜11FA包括金属的情况下，能够减小汇流条5或6的电阻。
图20是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第8实施例的俯视图。加强膜11的材料不限于金属，例如，也可以由氧化硅、氮化硅、氮化铝、矾土、氧化钽等电介质形成。在该情况下，如图20所示，加强膜11G也可以与第1汇流条5和第2汇流条6双方连接。此时，加强膜11G是绝缘体，相对于第1汇流条5以及第2汇流条6绝缘，所以加强膜11G能够抑制第1汇流条5和第2汇流条6经由加强膜11G而通电，且对压电层2进行加强。
图21是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第9实施例的俯视图。加强膜11也可以包括上述例示的金属和电介质。在该情况下，如图21所示，只要使与第1汇流条5以及第2汇流条6相连的部分为绝缘体，则加强膜11H也可以与第1汇流条5和第2汇流条6双方连接。在第9实施例中，加强膜11H形成为金属被电介质包围。在该结构中，因为加强膜11H相对于第1汇流条5以及第2汇流条6绝缘，所以加强膜11H也能够抑制第1汇流条5和第2汇流条6经由加强膜11H而通电，且对压电层2进行加强。
图22是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第10实施例的俯视图。如图22所示，空洞部9也可以还具备将与IDT电极重叠的区域和引出通路9a连接的收缩区域9b。收缩区域9b是Y方向的宽度向设置引出通路9a的方向变小的空洞。在Z方向上俯视下，收缩区域9b设置在与IDT电极重叠的区域和引出通路9a之间。收缩区域9b和与IDT电极重叠的区域以及引出通路9a连通。在该情况下，如图22所示，加强膜11J优选与收缩区域9b重叠。据此，加强膜11J能够抑制以收缩区域9b为起点的压电层2的裂纹产生。
图23是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第11实施例的俯视图。在空洞部9还具备收缩区域9b的情况下，加强膜11K也可以设置为加强膜11K的一部分与空洞部9重叠。在该情况下，如图23所示，优选与收缩区域9b和引出通路9a的边界重叠。据此，加强膜11K能够抑制以收缩区域9b为起点的压电层2的裂纹产生。
图24是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第12实施例的俯视图。图25是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第13实施例的俯视图。如图24以及图25所示，在第1实施方式涉及的弹性波装置中，引出通路9a不是必须的结构。
在空洞部9不具有引出通路9a的情况下，优选加强膜11设置为与空洞部9的外壁重叠。例如，如图24所示，加强膜11L也可以与第1汇流条5或第2汇流条6的任一者连接，与第1汇流条5或第2汇流条6的形成一体地形成。
在第12实施例中，加强膜11L相对于汇流条5、6在Y方向上连接，但不限于此。加强膜11L能够根据空洞部9的外壁的形状而与汇流条5、6的任意位置连接。例如，如图25所示，加强膜11M也可以相对于汇流条5、6在X方向上连接。
图26是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第14实施例的俯视图。如图26所示，在Z方向上俯视下，空洞部9的与IDT电极重叠的部分的Y方向端部的内壁的形状(以下，Y方向端部的内壁的形状)也可以不是直线。例如，如图26所示，空洞部9AA的Y方向端部的内壁的形状，能够设为相对于在X方向上直线状地延伸的内壁设置有多个圆状的凹陷的形状。在该情况下，也能够抑制空洞部9AA的变形，并且能够抑制压电层2挠曲。
图27是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第15实施例的俯视图。如图27所示，空洞部9AB的Y方向端部的内壁的形状也可以是连续地设置有凹凸的波状的形状。在第15实施例中，空洞部9AB的两个Y方向端部的内壁的形状以B-B线为轴成为线对称的正弦波，但不限于此，能够设为其他波形，此外能够使它们组合。以下，使用附图来说明设为其他波形的情况的实施例。
图28是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第16实施例的俯视图。图29是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第17实施例的俯视图。图30是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第18实施例的俯视图。在第15实施例中，空洞部9AB的两个Y方向端部的内壁的形状以B-B线为轴成为线对称的波，但不限于此。例如，如图28所示，空洞部9AC的两个Y方向端部的内壁的形状也可以是相位相互不同的正弦波，如图29所示，空洞部9AD的两个Y方向端部的内壁的形状也可以是波长相互不同的正弦波，如图30所示，空洞部9AD的两个Y方向端部的内壁的形状也可以是振幅相互不同的正弦波。
图31是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第19实施例的俯视图。图32是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第20实施例的俯视图。图33是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第21实施例的俯视图。图34是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第22实施例的俯视图。如图31所示，空洞部9AD的Y方向端部的内壁的形状能够设为包括串联连接的椭圆的圆弧的波(以下，椭圆状波)。在第19实施例中，空洞部9AB的Y方向端部的内壁的形状为固定的波长以及振幅，但不限于此。例如，如图32所示，空洞部9AC的Y方向端部的内壁的形状也可以是波长变化的波。在该情况下，空洞部9AC的Y方向端部的内壁的形状的波长的变化也可以不在X方向上对称，如图33所示，例如，也可以在X方向上波长变短。此外，如图34所示，空洞部9AD的Y方向端部的内壁的形状也可以是振幅变化的形状。
图35是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第23实施例的俯视图。图36是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第24实施例的俯视图。图37是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第25实施例的俯视图。空洞部9AD的Y方向端部的内壁的形状的波形不限于正弦波以及椭圆状波。例如，如图35那样，空洞部9AK的Y方向端部的内壁的形状能够设为三角波。此外，如图36那样，空洞部9AK的Y方向端部的内壁的形状能够设为矩形波。这里，如图37所示，空洞部9AM的Y方向端部的内壁的形状也可以不是完全的矩形波，而是圆角的矩形波。
图38是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第26实施例的俯视图。图39是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第27实施例的俯视图。空洞部9AD的Y方向端部的内壁的形状能够设为组合以上示出的波形而得到的波。例如，如图38所示，关于空洞部9AK的两个Y方向端部的内壁，其波形也可以不同。在第26实施例中，空洞部9AK的两个Y方向端部的内壁的形状，一者是椭圆状波，另一者是三角波，但不限于此，能够设为任意组合。此外，如图39所示，空洞部9AD的Y方向端部的内壁的形状也可以是在X方向上连接不同波形的波而得到的波。在第27实施例中，空洞部9AK的Y方向端部的内壁的形状成为在椭圆状波连接了三角波的形状，但不限于此，能够在任意位置连接任意波形。
图40是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第14实施例的剖视图。图41是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第15实施例的剖视图。如图40以及图41所示，在弹性波装置1中，电介质膜7不是必须的结构。
在弹性波装置1不具有电介质膜7的情况下，空洞部9也可以设置在压电层2或者支承基板8。即，如图41所示，空洞部9N也可以成为被压电层2的设置在第2主面2b的凹面2c和支承基板8的压电层2侧的面包围的空间。此外，如图42所示，空洞部9P也可以成为被压电层2的第2主面2b和支承基板8的设置在压电层2侧的面的凹面8c包围的空间。
如以上说明的那样，第1实施方式涉及的弹性波装置1A具备：支承基板8，其在第1方向上具有厚度；压电层2，其设置在支承基板8的第1方向；IDT电极，其设置在压电层2的第1方向，具有多个第1电极指3和多个第2电极指4，多个第1电极指3在与第1方向交叉的第2方向上延伸，多个第2电极指4在与第2方向正交的第3方向上与多个第1电极指3的任一个对置，并且在第2方向上延伸；以及加强膜11，其设置在压电层2的第1方向，配置于在第1方向上不与多个第1电极指3以及多个第2电极指4重叠的位置，在支承基板8和压电层2之间，在至少一部分在第1方向上与IDT电极重叠的位置，设置有空洞部9，在相对于IDT电极在第3方向上不与IDT电极重叠的位置，具有贯穿压电层2的至少一个贯通孔10，贯通孔10与空洞部9连通，加强膜11的至少一部分在第1方向上与空洞部9重叠。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，在第1方向上设置为跨越空洞部9的内壁。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，加强膜11的厚度da为在Z方向上与空洞部9重叠的区域中的压电层2的厚度d的1/2以上。
通过设为以上的结构，压电层2的在第1方向上与空洞部9重叠的区域被与空洞部9重叠的加强膜11加强。据此，第1实施方式涉及的弹性波装置1A能够抑制压电层2的裂纹产生。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，加强膜11的材料优选包括金属。据此，加强膜11的热传导性优异，所以能够提高弹性波装置的散热性。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，加强膜11的材料也可以包括氧化硅、氮化硅、矾土中的至少任一种。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，至少一部分在第1方向上与贯通孔10和IDT电极之间的区域重叠。据此，据此，能够防止在压电层2产生以贯通孔10为起点的裂纹。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，加强膜11的形状包括在第1方向上向IDT电极侧突出的曲线。通过设为该形状，加强膜11能够抑制向IDT电极反射不需要的反射波，能够降低杂散。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，空洞部9具备在第1方向上面积比空洞部9中的与IDT电极重叠的区域小的引出通路9a。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1A中，加强膜11优选在第1方向上与引出通路9a和空洞部9的与IDT电极重叠的区域的边界的至少一部分重叠。通过设为该结构，加强膜11能够抑制以边界为起点的压电层2的裂纹产生。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1J中，空洞部9可以还具备收缩区域9b，收缩区域9b将在第1方向上与IDT电极重叠的区域和引出通路9a连接，并且第2方向的宽度向第3方向的设置引出通路9a的方向变小，在该情况下，加强膜11优选配置为与收缩区域9b的至少一部分重叠。据此，加强膜11能够抑制以收缩区域9b为起点的压电层2的裂纹产生。
第1实施方式涉及的弹性波装置1A还具备将多个第1电极指3电连接的第1汇流条5和将多个第2电极指4电连接的第2汇流条6。
在第1实施方式涉及的弹性波装置1F中，至少一个加强膜11在第1方向上与第1汇流条5以及第2汇流条6的一者连接，对于第1汇流条5和第2汇流条6的另一者绝缘。据此，能够防止第1汇流条5和第2汇流条6的短路，且对压电层2进行加强。
作为期望的方式，贯通孔10夹着IDT电极设置有多个，多个贯通孔10经由空洞部9而连通。在该情况下，能够容易地制造弹性波装置1A。
作为期望的方式，在将多个第1电极指3和多个第2电极指4中的相邻的第1电极指3和第2电极指4之间的中心间距离设为p的情况下，压电层2的厚度为2p以下。据此，能够使弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。
作为期望的方式，压电层2的材料包括铌酸锂或者钽酸锂。据此，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。
作为更期望的方式，构成了压电层2的铌酸锂或者钽酸锂的欧拉角
Figure BDA0004220861860000201
Figure BDA0004220861860000202
处于以下的式(1)、式(2)或者式(3)的范围。在该情况下，能够充分拓宽分数带宽。
(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)
作为期望的方式，弹性波装置1构成为能够利用厚度剪切模式的体波。据此，耦合系数提高，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。
作为期望的方式，在将压电层2的厚度设为d，将多个第1电极指和多个第2电极指中的相邻的第1电极指3和第2电极指4的中心间距离设为p的情况下，d/p≤0.5。据此，能够使弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。
作为更期望的方式，d/p为0.24以下。据此，能够使弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。
作为期望的方式，相邻的电极指3、4在对置的方向上重叠的区域是激励区域C，在将多个电极指3、4相对于激励区域C的金属化比设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够可靠地使分数带宽为17％以下。
作为期望的方式，构成为能够利用板波。据此，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。
(第2实施方式)
图42是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第1实施例的俯视图。第2实施方式涉及的弹性波装置1Q与第1实施方式的不同点在于，加强膜11设置为包围贯通孔10。在第2实施方式中，对于与第1实施方式相同的结构附上相同的附图标记，省略说明。
在Z方向上俯视下，第2实施方式涉及的贯通孔10Q设置为与空洞部9重叠。在第2实施例中，贯通孔10Q设置为贯通孔10Q整体与空洞部9重叠。另外，在第1实施例中，在Z方向上俯视下，贯通孔10Q为圆形，但仅是一例。
在第2实施方式中，在Z方向上俯视下，加强膜11Q设置为包围贯通孔10的周围。此时，在Z方向上俯视下，加强膜11Q优选不与压电层2的第1主面2a的、从贯通孔10Q所占的区域起5μm以下的区域重叠。在第1实施例中，在Z方向上俯视下，加强膜11Q的形状成为沿着贯通孔10Q的形状的环状。据此，加强膜11Q能够针对压电层2的容易产生变形的贯通孔10Q的周边的区域抑制变形，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。
图43是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第1实施例的贯通孔周边的压电层表面的应力特性的说明图。另外，得到了图43所示的应力特性的例1～例3的贯通孔10Q以及加强膜11Q的设计参数如以下所示。
例1是比较例，没有加强膜11Q。贯通孔10Q的直径为15μm。
例2是实施例，具有厚度0.50μm的作为氧化硅膜的加强膜11Q。加强膜11Q的内径为15μm，加强膜11Q的外径为30μm。贯通孔10Q的直径为15μm。
例3是实施例，具有厚度0.75μm的作为氧化硅膜的加强膜11Q。加强膜11Q的内径为15μm，加强膜11Q的外径为50μm。贯通孔10Q的直径为15μm。
如从图43可明确的那样，可知因为作为实施例的例2以及例3具有加强膜11Q，所以与作为比较例的例1相比，能够抑制应力集中在压电层2表面的贯通孔10Q附近。
第2实施方式涉及的弹性波装置不限于图42所示的情况。以下，使用附图来说明其他实施例。
图44是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第2实施例的俯视图。如图44所示，贯通孔10也可以与第1实施方式同样地设置为贯通孔10的一部分与空洞部9重叠。在第2实施例中，加强膜11R的形状为环状，但不限于此，也可以根据贯通孔10的形状而设为框状等。
图45是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第3实施例的俯视图。如图45所示，加强膜11S未必需要完全闭合，也可以具有缺口N。在该情况下，缺口N优选相对于贯通孔10Q设置在与IDT相反侧的部分。即，在图45中，加强膜11S在X方向上在没有IDT电极的方向的部分具有缺口N。据此，加强膜11S针对压电层2的容易产生变形的贯通孔10Q的周边的区域能够抑制变形，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。
图46是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第4实施例的俯视图。如图46所示，加强膜11T也可以覆盖引出通路9a的全部内壁。此时，在Z方向上俯视下，加强膜11Q优选不与压电层2的第1主面2a的、从贯通孔10Q、电极指3、4或汇流条5、6所占的区域起5μm以下的区域重叠。据此，压电层2的、贯通孔10周边的被膜状态变得接近与IDT电极重叠的区域的被膜状态，所以能够抑制空洞部9的变形、压电层2的裂纹的产生。
图47是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第5实施例的俯视图。图48是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第6实施例的俯视图。图49是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第8实施例的俯视图。如图48所示，加强膜11也可以是贯通孔10的周边以外的部分成为狭缝状。这里，加强膜11U的狭缝的方向与X方向平行，但不限于此，如图49所示，加强膜11V的狭缝也可以与Y方向平行。此外，在狭缝的方向如图48所示与X方向平行的情况下，如图49所示，加强膜11W也可以还具有覆盖边界的矩形的加强膜。另外，狭缝的方向不限于图47～图49的例子，能够设为任意方向。
图50是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第9实施例的俯视图。如图50所示，加强膜11的、贯通孔10的周边以外的部分也可以成为网格状。另外，图49所示的网格的方向、花纹仅是一例，能够设为任意的方向以及花纹。
图51是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的第10实施例的俯视图。如图51所示，加强膜11的、贯通孔10的周边以外的部分也可以成为包括点的图案。另外，在图49的例子中，加强膜11的点为矩形，在X方向以及Y方向上排列，但仅是一例，能够设为任意的形状以及排列。
如以上说明的那样，第2实施方式涉及的弹性波装置1Q中，在第1方向上俯视下，加强膜11的形状包围贯通孔10Q。据此，加强膜11针对压电层2的、容易产生变形的贯通孔10Q的周边的区域能够抑制变形，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。
第2实施方式涉及的弹性波装置1U中，在第1方向上俯视下，加强膜11的形状包括狭缝状的构造。据此，因为压电层2的、贯通孔10周边的被膜状态接近与IDT电极重叠的区域的被膜状态，所以能够抑制空洞部9的变形、压电层2的裂纹的产生。
第2实施方式涉及的弹性波装置1X中，在第1方向上俯视下，加强膜11X的形状包括网眼状的构造。据此，因为压电层2的、贯通孔10周边的被膜状态接近与IDT电极重叠的区域的被膜状态，所以能够抑制空洞部9的变形、压电层2的裂纹的产生。
第2实施方式涉及的弹性波装置1Y中，在第1方向上俯视下，加强膜11Y的形状包括由加强膜片的图案构成的构造。据此，因为压电层2的、贯通孔10周边的被膜状态接近与IDT电极重叠的区域的被膜状态，所以能够抑制空洞部9的变形、压电层2的裂纹的产生。
另外，上述的实施方式用于使本公开的理解变得容易，不用于限定地解释本公开。本公开在不脱离其主旨的情况下能够进行变更/改良，并且在本公开中也包括其等价物。
附图标记说明
1、1A～1H、1J～1N、1P～1Y、1FA、1AA～1AH、1AJ～1AN、1AP、101、301弹性波装置
2压电层
2a第1主面
2b第2主面
2c凹面
3电极指
4电极指
5第1汇流条
6第2汇流条
7电介质膜
8支承基板
7a、8a开口部
8c凹面
9、9J、9L、9M、9N、9P、9AA～9AH、9AJ～9AN、9AP空洞部
9a引出通路
9b收缩区域
10、10Q贯通孔
11、11B～11H、11J～11M、11Q～11Y加强膜
201压电层
201a第1主面
201b第2主面
310、311反射器
451第1区域
452第2区域
C激励区域
VP1虚拟平面
N缺口
d、da厚度
p中心间距离。

Claims (25)

1.一种弹性波装置，具备：
支承基板，其在第1方向上具有厚度；
压电层，其设置在所述支承基板的所述第1方向；
IDT电极，其设置在所述压电层的所述第1方向，具有多个第1电极指和多个第2电极指，所述多个第1电极指在与所述第1方向交叉的第2方向上延伸，所述多个第2电极指在与所述第2方向正交的第3方向上与所述多个第1电极指的任一个对置，并且在所述第2方向上延伸；以及
加强膜，其设置在所述压电层的所述第1方向，
在所述支承基板和所述压电层之间，在至少一部分在所述第1方向上与所述IDT电极重叠的位置，设置有空洞部，
在相对于所述IDT电极在所述第3方向上不与所述IDT电极重叠的位置，具有贯穿所述压电层的至少一个贯通孔，所述贯通孔与所述空洞部连通，
所述加强膜的至少一部分在所述第1方向上与所述空洞部重叠。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜在所述第1方向上设置为跨越所述空洞部的内壁。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的厚度为在所述第1方向上与所述空洞部重叠的区域中的所述压电层的厚度的1/2以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的材料包括金属。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的材料包括氧化硅、氮化硅、矾土中的至少任一种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的至少一部分在所述第1方向上与所述贯通孔和所述IDT电极之间的区域重叠。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的形状包括在所述第1方向上向所述IDT电极侧突出的曲线。
8.根据权利要求6或7所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜在所述第1方向上包围所述贯通孔。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的形状在所述第1方向上包括狭缝状的构造。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的形状在所述第1方向上包括网眼状的构造。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜的形状在所述第1方向上包括由加强膜片的图案构成的构造。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述空洞部具备在所述第1方向上面积比所述空洞部中的与所述IDT电极重叠的区域小的引出通路。
13.根据权利要求12所述的弹性波装置，其中，
所述加强膜在所述第1方向上与所述引出通路和所述空洞部的与所述IDT电极重叠的区域的边界的至少一部分重叠。
14.根据权利要求12所述的弹性波装置，其中，
所述空洞部还具备收缩区域，所述收缩区域将在所述第1方向上与所述IDT电极重叠的区域和所述引出通路连接，并且所述第2方向的宽度向所述第3方向的设置所述引出通路的方向变小，
所述加强膜配置为与所述收缩区域的至少一部分重叠。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备：
第1汇流条，其将所述多个第1电极指电连接；以及
第2汇流条，其将所述多个第2电极指电连接。
16.根据权利要求15所述的弹性波装置，其中，
至少一个所述加强膜在所述第1方向上与所述第1汇流条以及所述第2汇流条的一者连接，并且对于所述第1汇流条以及所述第2汇流条的另一者绝缘。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述贯通孔在所述第1方向上夹着所述IDT电极设置有多个，
多个所述贯通孔相互经由所述空洞部而连通。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的弹性波装置，其中，
在将所述多个第1电极指和所述多个第2电极指中的相邻的第1电极指和第2电极指之间的中心间距离设为p的情况下，所述压电层的厚度为2p以下。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电层的材料包括铌酸锂或者钽酸锂。
20.根据权利要求15所述的弹性波装置，其中，
构成了所述压电层的铌酸锂或者钽酸锂的欧拉角
Figure FDA0004220861850000031
处于以下的式(1)、式(2)或者式(3)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)。
21.根据权利要求19或20所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置构成为能够利用厚度剪切模式的体波。
22.根据权利要求21所述的弹性波装置，其中，
在将所述压电层的厚度设为d，将相邻的所述第1电极指和所述第2电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p≤0.5。
23.根据权利要求22所述的弹性波装置，其中，
所述d/p为0.24以下。
24.根据权利要求22或23所述的弹性波装置，其中，
相邻的电极指在对置的方向上重叠的区域是激励区域，在将多个多个电极指相对于所述激励区域的金属化比设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。
25.根据权利要求1至17中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置构成为能够利用板波。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6652062B2 (ja) * 2014-09-30 2020-02-19 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
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