CN116438741A - 弹性波装置 - Google Patents

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第1方向；以及IDT电极，其设置在所述压电层，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，并且在第2方向上延伸，在所述支承基板和所述压电层之间，在至少一部分在第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，在所述第1方向上不与所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指重叠且与所述空洞部重叠的区域中，在所述空洞部内具有在第1方向上延伸的加强支柱。

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；以及IDT电极，其设置在所述压电层，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，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，在所述第1方向上不与所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指重叠且与所述空洞部重叠的区域中，在所述空洞部内具有在所述第1方向上延伸的加强支柱。

另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；以及IDT电极，其设置在所述压电层，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，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，所述弹性波装置具有加强肋，所述加强肋在所述第1方向上不与所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指重叠，并且从所述空洞部的侧壁向所述空洞部内突出。

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13C是沿着图13A的C-C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17A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17B是沿着图17A的B-B线的部分的剖视图。

图17C是沿着图17A的C-C线的部分的剖视图。

图18A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18B是沿着图18A的B-B线的部分的剖视图。

图18C是沿着图18A的C-C线的部分的剖视图。

图19A是示出第2实施方式涉及的弹性波装置的实施例的俯视图。

图19B是沿着图19A的B-B线的部分的剖视图。

图19C是沿着图19A的C-C线的部分的剖视图。

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、电极指4、第1汇流条5和第2汇流条6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)、将与电极指3、电极指4的长度方向正交的方向设为X方向(或者第2方向)、将电极指3、电极指4的长度方向设为Y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10um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。图13C是沿着图13A的C-C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和在空洞部9对压电层2和支承基板8之间进行支承的加强支柱11。此外，在第1实施例中，支承基板8是不具有开口部8a的板状的构件。因此，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，空洞部9还具备作为与贯通孔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，在图13A的例子中，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，例如，也可以是梯形、半圆形等其他形状。

加强支柱11是设置在空洞部9内并且对压电层2和支承基板8之间进行支承的支柱。如图13A所示，加强支柱11设置在与空洞部9重叠并且在Z方向上俯视下不与第1电极指3以及第2电极指4重叠的区域。此外，如图13C所示，加强支柱11设置在空洞部9的内部。此时，加强支柱11的Z方向的上端与压电层2粘接，Z方向的下端与支承基板8粘接。据此，压电层2被加强支柱11支承，所以能够抑制压电层2挠曲，防止产生裂纹。

在第1实施例中，加强支柱11在X方向上设置在引出通路9a附近。更详细而言，在Z方向上俯视下，加强支柱11在空洞部9中的除了引出通路9a之外的区域的X方向上的两端且Y方向上不与和引出通路9a连通的部分重叠的位置设置4根。此外，加强支柱11是在Z方向上具有长度的柱体。此时，加强支柱11的外形、即侧面优选具有曲面。据此，在弹性波装置1A的制造过程中，能够抑制妨碍流入空洞部9的蚀刻液的流动。另外，图13A所示的加强支柱11的结构以及形状仅是一例，并不限于此。加强支柱11只要设置一个以上即可，加强支柱11的形状只要侧面包括曲面，则可以设为任意形状。

此外，加强支柱11优选由与电介质膜7相同的材料形成。在该情况下，在弹性波装置1A的制造过程中，能够容易地形成加强支柱11。但是，加强支柱11不限于此，例如，也可以由Ti、Al、Cu、Ni等金属形成。在该情况下，加强支柱11的热传导性优异，所以能够提高弹性波装置1A的散热性。

这里，在第1实施方式涉及的弹性波装置1中，空洞部9的引出通路9a不是必须的结构。以下，作为空洞部9不具有引出通路9a的情况，使用附图来说明第2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。如图14所示，第2实施例的弹性波装置1B与第1实施例的不同点在于，空洞部9不具有引出通路9a。在该情况下，空洞部9设置为与贯通孔10重叠，使得与贯通孔10直接连通。

在第2实施例中，在Z方向上俯视下，加强支柱11设置在不与第1电极指3以及第2电极指4重叠并且与空洞部9重叠的区域。更详细而言，在Z方向上俯视下，加强支柱11在如下位置设置4根，该位置是在X方向上多个电极指3、4中的位于X方向上的端部的电极指3、4和贯通孔10之间、并且在Y方向上不与贯通孔10、第1电极指3以及第2电极指4重叠的位置。据此，在弹性波装置1B的制造过程中，能够抑制妨碍流入空洞部9的蚀刻液的流动。另外，图14所示的加强支柱11的结构以及形状仅是一例，并不限于此。

此外，在弹性波装置1中，加强支柱11的位置不限于图13A以及图14所示的位置。以下，作为将加强支柱11设置在其他地方的情况，分别使用附图来说明第3实施例以及第4实施例。

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15所示，第3实施例与第1实施方式的不同点在于，加强支柱11设置在引出通路9a的内部。在第3实施例中，加强支柱11设置在引出通路9a的内部并且在Z方向上不与贯通孔10重叠的位置。此时，加强支柱11例如是在Z方向上具有长度方向的圆柱。加强支柱11的Y方向的最大长度优选比引出通路9a的Y方向的宽度小。据此，压电层2被加强支柱11支承，所以可抑制压电层2的挠曲，能够防止产生裂纹。另外，图15所示的加强支柱11的结构以及形状仅是一例，并不限于此。

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。如图16所示，第4实施例与第1实施例以及第3实施例的不同点在于，加强支柱11设置在相邻的电极指3或者电极指4之间。在第4实施例中，加强支柱11设置在空洞部9的内部且在Z方向上设置在X方向上相邻的电极指3或电极指4之间。在该情况下，如图16所示，电极指3或者电极指4设置于在Z方向上不与加强支柱11重叠的位置。据此，压电层2被加强支柱11支承，所以可抑制压电层2的挠曲，能够防止产生裂纹。另外，图15所示的加强支柱11的结构以及形状仅是一例，并不限于此。

此外，在弹性波装置1中，电介质膜7不是必须的结构。在该情况下，空洞部9也可以设置在压电层2或者支承基板8。以下，作为空洞部9设置在支承基板8的情况，使用附图来说明第5实施例，作为空洞部9设置在压电层2的情况，使用附图来说明第6实施例。

图17A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17B是沿着图17A的B-B线的部分的剖视图。图17C是沿着图17A的C-C线的部分的剖视图。如图17B所示，第5实施例与第1实施例的不同点在于，缺少电介质膜7，空洞部9设置在压电层2。如此，空洞部9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。

图18A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18B是沿着图18A的B-B线的部分的剖视图。图18C是沿着图18A的C-C线的部分的剖视图。如图18B所示，第5实施例与第1实施例的不同点在于，缺少电介质膜7，空洞部9设置在支承基板8。如此，空洞部9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至1F具备在第1方向上具有厚度的支承基板8、设置在支承基板8的第1方向的压电层2、以及设置在压电层2的IDT电极，该IDT电极具有在与第1方向交叉的第2方向上延伸的多个第1电极指3、以及在与第2方向正交的第3方向上与多个第1电极指3的任一个对置且在第2方向上延伸的多个第2电极指4，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，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重叠且与空洞部9重叠的区域中，在空洞部9内具有在第1方向上延伸的加强支柱11。

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重叠的区域被空洞部9内的加强支柱11支承。据此，能够抑制压电层2挠曲，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。

此外，在第1实施方式涉及的弹性波装置1A至1F中，在第1方向上俯视下，加强支柱11的外形具有曲面。据此，在制造弹性波装置1A至1F时，在蚀刻液流入空洞部9的情况下，能够抑制蚀刻液的流入被加强支柱11阻碍。

此外，在第1实施方式涉及的弹性波装置1A至1D中，还具备设置在支承基板8的电介质膜7，在电介质膜7的一部分设置有空洞部9，加强支柱11的材料是与电介质膜7相同的材料。据此，能够容易地形成加强支柱11。

作为期望的方式，电介质膜7的材料包括氧化硅、氮化硅、矾土中的至少任一种。据此，能够提供可得到良好的谐振特性的弹性波装置。

此外，在第1实施方式涉及的弹性波装置1A至1F中，加强支柱11的材料也可以包括金属。在该情况下，加强支柱11的热传导性优异，所以能够提高弹性波装置1A至1F的散热性。

此外，在第1实施方式涉及的弹性波装置1A至1C中，在第1方向上，加强支柱11设置在多个第1电极指3或者多个第2电极指4中的位于第3方向上的端部的第1电极指3或者第2电极指4和贯通孔10之间。据此，能够抑制压电层2挠曲，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。

此外，在第1实施方式涉及的弹性波装置1A、1C中，空洞部9具备面积比空洞部9中的在第1方向上与IDT电极重叠的区域小的引出通路9a，加强支柱11配置在引出通路9a的附近。据此，在制造弹性波装置1A、1C时，在使蚀刻液流入空洞部9的情况下，能够抑制蚀刻液的流入被加强支柱11阻碍。

此外，在第1实施方式涉及的弹性波装置1D中，在第1方向上，加强支柱11设置在多个第1电极指3以及多个第2电极指4中的相邻的第1电极指3或者第2电极指4之间。据此，能够抑制压电层2挠曲，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。

作为期望的方式，在第1实施方式涉及的弹性波装置1A至1F中，贯通孔10在第3方向上夹着IDT电极设置有至少两个，两个贯通孔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至1F。

作为期望的方式，在将多个第1电极指3以及多个第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，能够提供可得到良好的谐振特性的弹性波装置。

作为更期望的方式，构成压电层2的铌酸锂或者钽酸锂的欧拉角(

θ、ψ)处于以下的式(1)、式(2)或者式(3)的范围。在该情况下，能够充分地拓宽分数带宽。

(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，在将压电层2的厚度设为d，将多个第1电极指3以及多个第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，能够使弹性波装置小型化，并且能够提高Q值。

作为期望的方式，相邻的电极指在对置的方向上观察时重叠的区域为激励区域C，将多个电极指相对于激励区域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。

(第2实施方式)

图19是第2实施方式涉及的弹性波装置的实施例的图。第2实施方式涉及的弹性波装置1G与第1实施方式的不同点在于，设置有加强肋12。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，并省略说明。

加强肋12是设置在空洞部9的壁面且对压电层2和支承基板8之间进行支承的支柱。如图19A所示，在Z方向上俯视下，加强肋12设置在不与第1电极指3以及第2电极指4重叠的区域。加强肋12设置为从空洞部9的侧壁(开口部7a的壁面)向空洞部9内突出。即，加强肋12设置为侧面的一部分埋入电介质膜7且其他的侧面在空洞部9内露出。此时，如图19C所示，加强肋12的Z方向的上端与压电层2粘接，Z方向的下端与支承基板8粘接。据此，压电层2被加强肋12支承，所以能够抑制压电层2挠曲，防止产生裂纹。

在本实施例中，加强肋12在X方向上设置在引出通路9a附近。更详细而言，加强肋12在除了引出通路9a之外的空洞部9中在X方向上的两端的壁面、并且在Y方向上不与和引出通路9a连通的部分重叠的位置设置4根。此外，在本实施例中，加强肋12是在Z方向上具有长度的柱体，其外形、即侧面具有曲面。据此，在弹性波装置1A的制造过程中，能够防止妨碍流入空洞部9的蚀刻液的流动。另外，图19A所示的加强肋12的结构以及形状仅是一例，并不限于此。加强肋12只要设置一个以上即可，加强肋12的形状只要侧面包括曲面则可以是任意形状。

此外，加强肋12优选由与电介质膜7相同的材料形成。在该情况下，在弹性波装置1A的制造过程中，能够容易地形成加强肋12。但是，加强肋12不限于此，例如也可以由Ti、Al、Cu、Ni等金属形成。在该情况下，加强肋12的热传导性优异，所以能够提高弹性波装置1A的散热性。

如以上说明的那样，第2实施方式涉及的弹性波装置具备在第1方向上具有厚度的支承基板8、设置在支承基板8的第1方向的压电层2、以及设置在压电层2的IDT电极，该IDT电极具有在与第1方向交叉的第2方向上延伸的多个第1电极指3、以及在与第2方向正交的第3方向上与多个第1电极指3的任一个对置且在第2方向上延伸的多个第2电极指4，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，所述弹性波装置具有在第1方向上不与多个第1电极指3以及多个第2电极指4重叠且从空洞部9的侧壁向空洞部9内突出的加强肋12。

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重叠的区域被空洞部9内的加强肋12支承。据此，能够抑制压电层2挠曲，所以能够抑制压电层2的裂纹产生。

此外，在第2实施方式涉及的弹性波装置1G中，在第1方向上俯视下，加强肋12的外形具有曲面。据此，在制造弹性波装置1A至1F时，在蚀刻液流入空洞部9的情况下，能够抑制蚀刻液的流入被加强肋12阻碍。

此外，在第2实施方式涉及的弹性波装置1G中，还具备设置在支承基板8的电介质膜7，在电介质膜7的一部分设置有空洞部9，加强肋12的材料是与电介质膜7相同的材料。据此，能够容易地形成加强肋12。

此外，在第2实施方式涉及的弹性波装置1G中，加强肋12的材料也可以包括金属。在该情况下，加强肋12的热传导性优异，所以能够提高弹性波装置1G的散热性。

此外，在第2实施方式涉及的弹性波装置1G中，空洞部9具备面积比空洞部9中的在第1方向上与IDT电极重叠的区域小的引出通路9a，加强肋12配置在引出通路9a的附近。据此，在制造弹性波装置1G时，在蚀刻液流入空洞部9的情况下，能够抑制蚀刻液的流入被加强肋12阻碍。

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、1B、1C、1D、1E、1F、1G、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 (第1)电极指

4 (第2)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 空洞部

9a 引出通路

10 贯通孔

11 加强支柱

12 加强肋

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

d 厚度

p 中心间距离。

Claims (20)

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；以及

IDT电极，其设置在所述压电层，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，

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，

在所述第1方向上不与所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指重叠且与所述空洞部重叠的区域中，在所述空洞部内具有在所述第1方向上延伸的加强支柱。

2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，

在所述第1方向上俯视下，所述加强支柱的外形具有曲面。

3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，

所述弹性波装置还具备设置在所述支承基板的电介质膜，在所述电介质膜的一部分设置有所述空洞部，

所述加强支柱的材料是与所述电介质膜相同的材料。

4.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，

所述加强支柱的材料包括金属。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，

在所述第1方向上，所述加强支柱设置在所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指中的位于所述第3方向上的端部的第1电极指或者第2电极指和所述贯通孔之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性波装置，其中，

在所述空洞部中，具备面积比所述空洞部中的在所述第1方向上与所述IDT电极重叠的区域小的引出通路，

所述加强支柱配置在所述引出通路的附近。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，

在所述第1方向上，所述加强支柱设置在所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指中的相邻的第1电极指或者第2电极指之间。

8.一种弹性波装置，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；以及

IDT电极，其设置在所述压电层，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，

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，

所述弹性波装置具有加强肋，所述加强肋在所述第1方向上不与所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指重叠，并且从所述空洞部的侧壁向所述空洞部内突出。

9.根据权利要求8所述的弹性波装置，其中，

在所述第1方向上俯视下，所述加强肋的外形具有曲面。

10.根据权利要求8或9所述的弹性波装置，其中，

所述弹性波装置还具备设置在所述支承基板的电介质膜，在所述电介质膜的一部分设置有所述空洞部，

所述加强肋的材料是与所述电介质膜相同的材料。

11.根据权利要求8或9所述的弹性波装置，其中，

所述加强肋的材料包括金属。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的弹性波装置，其中，

在所述空洞部中，具有面积比在所述第1方向上与所述IDT电极重叠的区域小的引出通路，所述加强肋配置在引出通路附近。

13.根据权利要求3或10所述的弹性波装置，其中，

所述电介质膜的材料包括氧化硅、氮化硅、矾土中的至少任一种。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述贯通孔在所述第3方向上夹着所述IDT电极设置至少两个，两个贯通孔经由所述空洞部而连通。

15.根据权利要求1至14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。

16.根据权利要求1至15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。

17.根据权利要求16所述的弹性波装置，其中，

构成所述压电层的铌酸锂或者钽酸锂的欧拉角

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)。

18.根据权利要求16所述的弹性波装置，其中，

在将所述压电层的厚度设为d，将所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指中的相邻的第1电极指和第2电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p≤0.5。

19.根据权利要求18所述的弹性波装置，其中，

d/p为0.24以下。

20.根据权利要求18或19所述的弹性波装置，其中，

相邻的电极指在对置的方向上观察时重叠的区域为激励区域，将多个所述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。

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