CN117083801A

CN117083801A - 弹性波装置

Info

Publication number: CN117083801A
Application number: CN202280025235.9A
Authority: CN
Inventors: 木村哲也
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-11-17
Also published as: US20240014796A1; WO2022210859A1

Abstract

提高设计自由度。弹性波装置具备：支承构件，其具备在第一方向上具有厚度的支承基板；压电层，其设置在支承构件的第一方向上；以及多个谐振器，其分别具有设置在压电层的第一方向上的功能电极。在支承构件，在沿第一方向俯视时与多个谐振器的功能电极的至少一部分重叠的位置设置有多个空间部，在支承构件，在沿第一方向俯视时与空间部不重叠的位置设置有与至少一个空间部连通的引出部，至少一个引出部与至少两个空间部连通，在压电层设置有贯通孔，该贯通孔贯穿在沿第一方向俯视时与引出部重叠的位置的压电层。

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中记载有弹性波装置。

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所示的弹性波装置中，有时在设置有谐振器的压电层与支承基板之间设置有空间部。在压电层设置有多个谐振器的情况下，谐振器的配置有可能会被空间部的蚀刻孔限制。

本公开用于解决上述问题，其目的在于，能够实现更加自由的谐振器的配置。

用于解决问题的手段

一方式的弹性波装置具备：支承构件，其具备在第一方向上具有厚度的支承基板；压电层，其设置在所述支承构件的所述第一方向上；以及多个谐振器，其分别具有设置在所述压电层的所述第一方向上的功能电极，在所述支承构件，在沿所述第一方向俯视时与所述多个谐振器的所述功能电极的至少一部分重叠的位置设置有多个空间部，在所述支承构件，在沿所述第一方向俯视时与所述空间部不重叠的位置设置有与至少一个所述空间部连通的引出部，至少一个所述引出部与至少两个所述空间部连通，在所述压电层设置有贯通孔，该贯通孔贯穿在沿所述第一方向俯视时与所述引出部重叠的位置的所述压电层。

发明效果

根据本公开，能够更加自由地配置谐振器。

附图说明

图1A是示出第一实施方式的弹性波装置的立体图。

图1B是示出第一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是用于说明在第一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是用于说明在第一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是示出第一实施方式的弹性波装置的谐振特性的例子的说明图。

图6是示出在第一实施方式的弹性波装置中将相邻的电极的中心间距离或中心间距离的平均距离设为p并将压电层的平均厚度设为d的情况下，d/2p与作为谐振器的分数带宽的关系的说明图。

图7是示出在第一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是示出第一实施方式的弹性波装置的谐振特性的一例的参考图。

图9是示出第一实施方式的弹性波装置的构成了许多弹性波谐振器的情况下的分数带宽与作为杂散的大小的以180度标准化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、金属化率MR以及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是用于说明本公开的实施方式的弹性波装置的局部截切立体图。

图13是用于说明本公开的实施方式的弹性波装置的剖视图。

图14是示出第一实施方式的弹性波装置的一例的俯视图。

图15是图14的XVI-XVI线的剖视图。

图16是图14的XVII-XVII线的剖视图。

图17是图14所示的第一实施方式的弹性波装置的电路图。

图18是示出第一实施方式的弹性波装置的第一变形例的俯视图。

图19是示出第一实施方式的弹性波装置的第二变形例的俯视图。

图20是示出第一实施方式的弹性波装置的第三变形例的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式详细进行说明。需要说明的是，不通过该实施方式来限定本公开。需要说明的是，本公开所记载的各实施方式是例示的实施方式，在不同的实施方式之间能够进行结构的部分置换或组合。在变形例、第二实施方式以后，省略关于与第一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产生的同样的作用效果，不在每个实施方式中逐次提及。

(第一实施方式)

图1A是示出第一实施方式的弹性波装置的立体图。图1B是示出第一实施方式的电极构造的俯视图。

第一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的切割角在第一实施方式中是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，优选Y传播及X传播±30°的传播方位。

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方向上相对置的第一主面2a和第二主面2b。在第一主面2a上设置有电极指3及电极指4。

这里，电极指3是“第一电极指”的一例，电极指4是“第二电极”的一例。在图1A及图1B中，多个电极指3是与第一汇流条电极5连接的多个“第一电极指”。多个电极指4是与第二汇流条电极6连接的多个“第二电极指”。多个电极指3及多个电极指4相互交错对插。由此，构成具备电极指3、电极指4、第一汇流条电极5以及第二汇流条电极6的IDT(InterdigitalTransuducer，叉指换能器)电极。

电极指3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与和电极指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均是与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此，电极指3与和电极指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(或第一方向)，将电极指3、电极指4的长度方向设为Y方向(或第二方向)，将电极指3、电极指4的正交的方向设为X方向(或第三方向)来进行说明。

另外，电极指3、电极指4的长度方向也可以替换为与图1A及图1B所示的电极指3、电极指4的长度方向正交的方向。即，也可以使电极指3、电极指4在图1A及图1B中第一汇流条电极5及第二汇流条电极6延伸的方向上延伸。在该情况下，第一汇流条电极5及第二汇流条电极6成为在图1A及图1B中电极指3、电极指4延伸的方向上延伸。而且，连接到一个电位的电极指3与连接到另一个电位的电极指4相邻的一对构造，在与上述电极指3、电极指4的长度方向正交的方向上设置有多对。

这里，电极指3与电极指4相邻，并不是电极指3与电极指4配置为直接接触的情况，而是指电极指3与电极指4隔着间隔而配置的情况。另外，在电极指3与电极指4相邻的情况下，在电极指3与电极指4之间未配置包括其他的电极指3、电极指4的与信号电极、接地电极连接的电极。该对数不必为整数对，也可以是1.5对、2.5对等。

电极指3与电极指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。另外，电极指3与电极指4之间的中心间距离成为将正交于电极指3的长度方向的方向上的电极指3的宽度尺寸的中心与正交于电极指4的长度方向的方向上的电极指4的宽度尺寸的中心连结而得到的距离。

此外，在电极指3、电极指4中的至少一方具有多根的情况下(在将电极指3、电极指4设为一对电极组时具有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各自的中心间距离的平均值。

另外，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。需要说明的是，电极指3与电极指4之间的中心间距离成为将正交于电极指3的长度方向的方向上的电极指3的尺寸(宽度尺寸)的中心与正交于电极指4的长度方向的方向上的电极指4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结而得到的距离。

另外，在第一实施方式中，使用了Z切割的压电层，因此，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，“正交”不仅仅限定于严格上正交的情况，也可以是大致正交(正交于电极指3、电极指4的长度方向的方向与极化方向所成的角度例如为90°±10°)。

在压电层2的第二主面2b侧，隔着电介质层7而层叠有支承基板8。电介质层7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。由此，形成空间部(气隙)9。

空间部9是为了不妨碍压电层2的激励区域C的振动而设置的。因此，上述支承基板8在与设置有至少一对电极指3、电极指4的部分不重叠的位置处，隔着电介质层7层叠于第二主面2b。需要说明的是，也可以不设置电介质层7。因此，支承基板8能够直接或间接地层叠于压电层2的第二主面2b。

电介质层7由氧化硅形成。不过，除了氧化硅之外，电介质层7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侧的面上的面方位可以是(100)、(110)，也可以是(111)。优选的是，期望为电阻率4kΩ以上的高电阻的Si。不过，关于支承基板8，也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料而构成。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及第一汇流条电极5、第二汇流条电极6包括Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在第一实施方式中，电极指3、电极指4及第一汇流条电极5，第二汇流条电极6具有在Ti膜上层叠了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，向多个电极指3与多个电极指4之间施加交流电压。更具体而言，向第一汇流条电极5与第二汇流条电极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阶模式的体波的谐振特性。

另外，在弹性波装置1中，在将压电层2的厚度设为d并将多对电极指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。

需要说明的是，如第一实施方式那样在电极指3、电极指4中的至少一方具有多根的情况下，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。

在第一实施方式的弹性波装置1中，由于具备上述结构，因此，即便为了实现小型化而减小了电极指3、电极指4的对数，也难以产生Q值的下降。这是因为，是在两侧不需要反射器的谐振器，传播损耗少。另外，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是用于说明在第一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是用于说明在第一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中具有第一主面201a和第二主面201b，连结第一主面201a与第二主面201b的厚度方向是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，波如图示那样沿X方向传播。由于是板波，因此，虽然压电层201整体上振动，但由于波沿X方向传播，因此，在两侧配置反射器而得到谐振特性。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3、4的对数的情况下，Q值下降。

与此相对，如图3B所示，在第一实施方式的弹性波装置中，振动位移是厚度剪切方向，因此，波大致沿着连结压电层2的第一主面2a与第二主面2b的方向即Z方向传播并进行谐振。即，波的X方向分量比Z方向分量显著小。而且，通过该Z方向的波的传播得到谐振特性，因此，不需要反射器。因此，不产生向反射器传播时的传播损耗。因此，即便为了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)所包含的第一区域251与激励区域C所包含的第二区域252中成为相反。在图4中，示意性地示出在电极指3与电极指4之间施加了电极指4相比于电极指3成为高电位的电压的情况下的体波。第一区域251是激励区域C中的正交于压电层2的厚度方向且将压电层2分为两部分的假想平面VP1与第一主面2a之间的区域。第二区域252是激励区域C中的假想平面VP1与第二主面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，但由于没有使波沿X方向传播，因此，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，也可以是，电极指3与接地电位连接，电极指4与信号电位连接。在第一实施方式中，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是示出第一实施方式的弹性波装置的谐振特性的例子的说明图。需要说明的是，得到图5所示的谐振特性的性波装置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的电极的对数：21对

电极指3与电极指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

电介质层7：1μm的厚度的氧化硅膜

支承基板8：Si

需要说明的是，激励区域C(参照图1B)是指，在沿着正交于电极指3与电极指4的长度方向的X方向观察时电极指3与电极指4重叠的区域。激励区域C的长度是指，激励区域C的沿着电极指3、电极指4的长度方向的尺寸。这里，激励区域C是“交叉区域”的一例。

在第一实施方式中，包括电极指3、电极指4的电极对的电极间距离在多对中全部相等。即，等间距地配置了电极指3和电极指4。

根据图5可清楚，尽管不具有反射器，也得到分数带宽为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并将电极指3与电极指4的电极的中心间距离设为p的情况下，在第一实施方式中，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装置同样，但是使d/2p变化而得到多个弹性波装置。图6是示出在第一实施方式的弹性波装置中在将相邻的电极的中心间距离或中心间距离的平均距离设为p并将压电层2的平均厚度设为d的情况下，d/2p与作为谐振器的分数带宽的关系的说明图。

如图6所示，在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，如果使d/p在该范围内变化，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，能够使分数带宽高到7％以上。此外，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阶模式的体波的具有高耦合系数的谐振器。

需要说明的是，至少一对电极也可以是一对，在一对电极的情况下，上述p为相邻的电极指3、电极指4的中心间距离。另外，在1.5对以上的电极的情况下，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。

另外，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而得到的值即可。

图7是示出在第一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的第一主面2a上设置有具有电极指3和电极指4的一对电极。需要说明的是，图7中的K成为交叉宽度。如上所述，在本公开的弹性波装置中，电极的对数也可以为一对。即便在该情况下，如果上述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相对于激励区域C的金属化率MR期望满足MR≤1.75(d/p)+0.075，该激励区域是在沿上述相邻的电极指3、电极指4对置的方向观察时上述相邻的电极指3、电极指4重叠的区域。在该情况下，能够有效地减小杂散。参照图8及图9对此进行说明。

图8是示出第一实施方式的弹性波装置的谐振特性的一例的参考图。在谐振频率与反谐振频率之间出现箭头B所示的杂散。需要说明的是，设为d/p＝0.08且LiNbO₃的欧拉角(0°，0°，90°)。另外，设为上述金属化率MR＝0.35。

参照图1B对金属化率MR进行说明。在图1B的电极构造中，在着眼于一对电极指3、电极指4的情况下，设为仅设置有该一对电极指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。该激励区域C是指，在沿着正交于电极指3、电极指4的长度方向的方向即对置方向观察电极指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与电极指4之间的区域中的与电极指3及电极指4重合的区域。而且，相对于该激励区域C的面积的激励区域C内的电极指3、电极指4的面积成为金属化率MR。即，金属化率MR是金属化部分的面积相对于激励区域C的面积的比。

需要说明的是，在设置有多对电极指3、电极指4的情况下，将全部激励区域C所包含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是示出第一实施方式的弹性波装置的构成了许多弹性波谐振器的情况下的分数带宽与作为杂散的大小的以180度标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的说明图。需要说明的是，针对分数带宽，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。另外，图9是使用了Z切割的包括LiNbO₃的压电层2的情况下的结果，但在使用其他切割角的压电层2的情况下，也成为同样的趋势。

在图9中的椭圆J所包围的区域，杂散大到1.0。根据图9可清楚，当分数带宽超过0.17时即超过17％时，即便使构成分数带宽的参数变化，在通带内也出现杂散电平为1以上的较大杂散。即，如图8所示的谐振特性那样，在频带内出现箭头B所示的较大杂散。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、金属化率MR以及分数带宽的关系的说明图。在第一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，测定了分数带宽。图10的虚线D的右侧的标注有阴影线而示出的部分是分数带宽为17％以下的区域。标注有该阴影线的区域与未标注该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，优选为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，如果MR≤1.75(d/p)+0.05，则能够使分数带宽可靠地成为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的标注有阴影线而示出的部分是至少得到5％以上的分数带宽的区域。当近似区域的范围时，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，能够充分地使分数带宽变宽，是优选的。

图12是用于说明本公开的实施方式的弹性波装置的局部截切立体图。在图12中，由虚线表示空间部9的外周缘。本公开的弹性波装置也可以利用板波。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设置于压电层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，通过向空间部9上的电极指3、4施加交流电场而激励作为板波的兰姆波。此时，由于反射器310、311设置于两侧，因此，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。另外，在弹性波装置1、101中，第一电极指3及第二电极指4是相邻的电极彼此，在将压电层2的厚度设为d并将第一电极指3及第二电极指4的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。由此，即便弹性波装置小型化，也能够提高Q值。

在弹性波装置1、101中，压电层2由铌酸锂或钽酸锂形成。期望在压电层2的第一主面2a或第二主面2b具有在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置的第一电极指3及第二电极指4，利用保护膜来覆盖第一电极指3及第二电极指4上。

图13是用于说明本公开的实施方式的弹性波装置的剖视图。本公开的弹性波装置也可以是图13所示的利用体波的装置，即BAW(Bulk Acoustic Wave，体声波)元件。在该情况下，弹性波装置401具有功能电极410、411。功能电极410、411是在压电层2的厚度方向上设置于两侧的电极。在图13的例子中，支承基板8在压电层2侧具有空间部9，功能电极411设置在空间部9内。

在图13的例子中，在压电层2设置有贯通孔11。贯通孔11是沿Z方向贯穿压电层2的孔。贯通孔11与空间部9连通。通过将贯通孔11设置于压电层2，在将压电层2接合于支承基板8之后，通过从贯通孔11流入蚀刻液，能够对在接合前预先设置于空间部9的牺牲层进行蚀刻。

图14是示出第一实施方式的弹性波装置的一例的俯视图。图15是图14的XVI-XVI线的剖视图。图16是图14的XVII-XVII线的剖视图。如图14至图16所示，第一实施方式的弹性波装置500是设置有多个谐振器501A～501F的弹性波装置。弹性波装置500具备支承构件520、压电层502以及布线电极512A～512C。

压电层502设置于支承构件520。压电层502具有第一主面502a和第二主面502b。在本实施例中，第一主面502a成为设置有谐振器501A～501F和布线电极512A～512C的面。另一方面，第二主面502b成为设置有支承构件520的面。压电层502的材料有时包括铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)和杂质。

如图15及图16所示，支承构件520具备支承基板521和电介质层522。支承基板521的材料例如是硅。电介质层522相对于支承基板521设置在压电层502侧。电介质层522的材料例如是氧化硅。需要说明的是，支承构件520不限于此，也可以不具有电介质层522，也可以是支承基板521。

谐振器501A～501F具有功能电极、以及在沿Z方向俯视时至少一部分与功能电极重叠的部分的层叠体。这里，功能电极是指具备第一电极、第二电极、第一汇流条电极以及第二汇流条电极的IDT电极。另外，层叠体包括一部分压电层502和一部分支承构件520。

在第一实施方式中，在谐振器501A～501F中，作为功能电极的第一电极及第二电极而设置有电极指503A～电极指503F。即，电极指503A～电极指503F可以说分别相当于谐振器501A～501F的第一电极及第二电极。电极指503A～电极指503F在Y方向上具有长度方向。Y方向上的端部与布线电极512A～512C连接。更详细而言，电极指503A、503B与布线电极512A或布线电极512B连接，电极指503C、503E与布线电极512A或布线电极512C连接，电极指503D、503F与布线电极512B或布线电极512C连接。即，布线电极512A～512C可以说其一部分成为谐振器501A～501F的汇流条电极。

这里，谐振器相邻是指两个谐振器不经由其他谐振器而排列。在图14的例子中，相邻的谐振器的汇流条电极是相同的布线电极。换言之，在布线电极512A～512C的宽度方向上设置有彼此相邻的谐振器。这里，布线电极512A～512C的宽度方向是指，在沿Z方向俯视时与布线电极512A～512C的路径方向垂直的方向，在图14的例子中，是Y方向。在图14的例子中，谐振器501A与谐振器501C、501D相邻，谐振器501B与谐振器501E、501F相邻。

布线电极512A～512C是将谐振器501A～501F电连接的布线。布线电极512A～512C设置于压电层502。布线电极512A与未图示的弹性波装置500的输入端子IN电连接。布线电极512B与未图示的弹性波装置500的输入端子IN电连接。布线电极512C与未图示的接地电连接。

图17是图14所示的第一实施方式的弹性波装置的电路图。如图17所示，弹性波装置500成为包括串联地插入到输入端子IN至输出端子OUT的信号路径中的串联臂谐振器、以及插入到信号路径与接地之间的路径中的并联臂谐振器的所谓的梯型滤波器。在图17中，串联臂谐振器是谐振器501A、501B。在谐振器501A、501B中，一个端子经由布线电极512A而与输入端子IN电连接，另一个端子经由布线电极512B而与输出端子OUT电连接。这里，谐振器501A与谐振器501B并联地电连接。另一方面，在图17中，并联臂谐振器是谐振器501C～501E。在谐振器501C、501D中，一个端子经由布线电极512A而与输入端子IN电连接，另一个端子经由布线电极512C而与接地电连接。这里，谐振器501C与谐振器501D并联地电连接。另外，在谐振器501E、501F中，一个端子经由布线电极512B而与输入端子IN电连接，另一个端子经由布线电极512C而与接地电连接。这里，谐振器501E与谐振器501F并联地电连接。

在支承构件520的压电层502侧设置有空间部509A～509F和引出部510A～510F。在图15、图16的例子中，空间部509A～509F和引出部510A～510F设置于电介质层522的压电层2侧，但不限于此，空间部509A～509F和引出部510A～510F也可以沿Z方向贯穿电介质层522，也可以还设置于支承基板521。另外，在支承构件520是支承基板521的情况下，空间部509A～509F和引出部510A～510F也可以设置于支承基板521的压电层2侧。

空间部509A～509F是设置于支承构件520的压电层502侧的空洞。空间部509A～509F在沿Z方向俯视时设置于至少一部分与各个谐振器501A～501F的功能电极重叠的位置。即，谐振器501A～501F在层叠体的支承构件520设置有空间部509A～509F。在以下的说明中，有时将设置于谐振器的层叠体的空间部作为谐振器的空间部进行说明。例如，由于在谐振器501A的层叠体设置有空间部509A，因此，谐振器501A的空间部是指空间部509A。

引出部510A～510F是设置于支承构件520的压电层502侧的空洞。引出部510A～510F在沿Z方向俯视时设置在与引出部510A～510F不重叠的位置。引出部510A～510F与空间部509A～509F中的至少一个空间部连通。在图14的例子中，引出部510A～510F被设置为，与空间部509A～509F的X方向上的两侧连通。

这里，至少一个引出部与空间部509A～509F中的至少两个空间部连通。在图14的例子中，引出部510A～510D与至少两个空间部连通。另外，引出部510A、510B被设置为使相邻的谐振器的空间部彼此连通。在图14的例子中，引出部510A与空间部509A、509C、509D连通，引出部510B与空间部509B、509E、509F连通。需要说明的是，引出部也可以还设置有设置为使相邻的谐振器以外的空间部彼此连通的引出部，也可以还设置有设置为仅与一个空间部连通的引出部。在图14的例子中，引出部510C与空间部509A、509B连通，引出部510D与空间部509D、509F连通，引出部510E与空间部509C连通，引出部510F与空间部509E连通。

引出部510D具有在沿Z方向俯视时与布线电极512B重叠的部分即重叠部分。即，引出部510D的一部分在沿Z方向俯视时与布线电极512B重叠。通过设置具有重叠部分的引出部510D，能够通过引出部来连接更多的空间部。

在图15、图16的例子中，引出部510A～510F设置于电介质层522的压电层2侧，但不限于此，引出部510A～510F也可以沿Z方向贯穿电介质层522，也可以还设置于支承基板521。另外，在支承构件520是支承基板521的情况下，引出部510A～510F也可以设置于支承基板521的压电层2侧。

引出部510A～510F的宽度比空间部509A～509F的宽度小。这里，引出部510A～510F的宽度是指在沿Z方向俯视时与引出部510A～510F的路径垂直的方向的长度。例如，引出部510C的宽度是指引出部510C的Y方向的长度。另外，空间部509A～509F的宽度是指在沿Z方向俯视时与和引出部510A～510F连通的方向垂直的方向的长度。在图14的例子中，空间部509A～509F的宽度是指空间部509A～509F的Y方向的长度。

在压电层502设置有沿Z方向贯穿的孔即贯通孔511A～511F。贯通孔511A～511F设置为在沿Z方向俯视时与引出部510A～510F重叠。即，贯通孔511A～511F在Z方向上与引出部510A～510F连通。贯通孔511A～511F在沿Z方向俯视时设置在与布线电极512A～512C都不重叠的位置。即，与具有重叠部分的引出部510D连通的贯通孔511D设置为在沿Z方向俯视时与重叠部分不重叠。通过在至少与两个空间部连通的引出部510A～510D设置贯通孔511A～511D，在弹性波装置500的制造中，能够从一个贯通孔向多个空间部导入蚀刻液。

在第一实施方式中，贯通孔511A～511F设置为在沿Z方向俯视时引出部510A～510F分别与至少一个贯通孔511A～511F重叠。即，引出部510A～510F至少与一个贯通孔511A～511F连通。通过采用该构造，空间部509A～509F的X方向上的两侧经由引出部510A～510F而分别与至少一个贯通孔511A～511F连通，因此，在弹性波装置500的制造中，能够从X方向上的两侧排出空间部509A～509F内的蚀刻液。

贯通孔511A～511F的数量比空间部509A～509F的数量的两倍小。在图14的例子中，贯通孔511A～511F的数量为6，与此相对，空间部509A～509F的数量的两倍成为12。通过采用该个数，相比于在空间部509A～509F的X方向上的两侧各设置有一个贯通孔的情况，能够减少贯通孔的数量。由此，能够更加自由地配置谐振器。

第一实施方式的弹性波装置不限于图14所示的弹性波装置500。以下，参照附图对第一实施方式的弹性波装置的变形例进行说明。需要说明的是，针对同样的结构标注相同的标记并省略说明。另外，表示变形例的图17～图16成为省略了布线电极的图。

图18是示出第一实施方式的弹性波装置的第一变形例的俯视图。如图18所示的弹性波装置500A那样，设置于压电层502的贯通孔的数量也可以为奇数。在图17的例子中，还设置有谐振器501G，设置有七个贯通孔511A～511G。另外，如图17的区域E那样，在包括两个谐振器501A、501B和谐振器501A、501B的附近的贯通孔511A～511C的区域，也可以将贯通孔511A～511C设置为贯通孔的数量成为奇数。这里，谐振器501A的接近的贯通孔是指设置为在沿Z方向俯视时与和谐振器501A的空间部509A连通的引出部510A、510C重叠的贯通孔511A、511C。在该情况下，也能够减少贯通孔的数量，因此，能够更加自由地配置谐振器。

图19是示出第一实施方式的弹性波装置的第二变形例的俯视图。在图19所示的弹性波装置500B中，设置有在沿Z方向俯视时空间部的面积比较大的谐振器501H、501T。在该情况下，在沿Z方向俯视时设置在与空间部彼此连通的引出部510A、510B的贯通孔511H、511I设置为相比于面积较小的空间部509A、509B、509D、509E更接近面积较大的空间部509H、509I。另外，在图19的例子中，未设置使空间部509A与空间部509B连通的引出部510C，未设置使空间部509D与空间部509I连通的引出部510D。在支承构件520设置有仅与空间部509A、509B、509D、509I连通的引出部510J～510M。在沿Z方向俯视时在与各个引出部510J～510M重叠的位置设置有贯通孔511J～511M。由此，在弹性波装置500B的制造时，能够缩短蚀刻所需的时间。

图20是示出第一实施方式的弹性波装置的第三变形例的俯视图。图20所示的弹性波装置500C包括发送用的谐振器501R1～501R3和接收用的谐振器501T1～501T3。在该情况下，发送用的谐振器501R1～501R3的空间部509R1～509R3彼此通过引出部510A而连接。另外，接收用的谐振器501T1～501T3的空间部509T1～509T3通过引出部510B而连接。由此，能够提高收发的隔离特性。

发送用的谐振器501R1～501R3的空间部509R1～509R3与接收用的谐振器501T1～501T4的空间部509T1～509T3优选不通过引出部连通。即，未设置使空间部509R2与空间部509T2连通的引出部510C，并且未设置使空间部509R3与空间部509T3连通的引出部510D。在图20的例子中，在支承构件520设置有仅与空间部509R2、509R3、509T2、509T3连通的引出部510J～510M。在沿Z方向俯视时在与各个引出部510J～510M重叠的位置设置有贯通孔511J～511M。由此，能够抑制收发的隔离特性的下降。

如以上说明的那样，第一实施方式的弹性波装置500具备：支承构件520，其具备在第一方向上具有厚度的支承基板521；压电层2，其设置在支承构件520的第一方向上；以及多个谐振器501A～501F，其分别具有设置在压电层2的第一方向上的功能电极，在支承构件520，在沿第一方向俯视时至少一部分与多个谐振器501A～501F的功能电极重叠的位置分别设置有多个空间部509A～509F，在支承构件520，在沿第一方向俯视时与空间部509A～509F不重叠的位置设置有与至少一个空间部509A～509F连通的引出部510A～510F，至少一个引出部510C与至少两个空间部509A、509B连通，在压电层502设置有贯通孔511A～511F，该贯通孔511A～511F贯穿在沿第一方向俯视时与引出部510A～510F重叠的位置的压电层502。由此，能够减少贯通孔的数量，因此，能够更加自由地配置谐振器。

作为优选的方式，贯通孔的数量比空间部的数量的两倍的数量小。由此，相比于针对一个空间部各设置有两个贯通孔的情况，减少了贯通孔的数量，因此，能够更加自由地配置谐振器。

作为优选的方式，还具备设置在压电层的第一方向上且连接至少两个功能电极的布线电极512A、512B，至少一个引出部510D具有在沿第一方向俯视时与布线电极512B重叠的重叠部分。由此，能够通过引出部510D来连接更多的空间部，因此，能够更加自由地配置谐振器。

作为优选的方式，至少一个所述引出部510A使在沿所述第一方向俯视时相邻的谐振器501A、501C、501D的空间部509A、509C、509D彼此连通。由此，能够减少更多的贯通孔的数量，因此，能够更加自由地配置谐振器。

另外，作为优选的方式，贯通孔的数量是奇数。在该情况下，也能够减少贯通孔的数量，因此，能够更加自由地配置谐振器。

另外，多个谐振器包括第一谐振器501H、以及面积比第一谐振器501H小的第二谐振器501A～501D，第一谐振器501H的空间部509H与第二谐振器501A、501D的空间部509A、509D通过引出部510A而连通，在沿第一方向俯视时在相比于第二谐振器501A、501D更接近第一谐振器501H的位置，至少设置有一个贯通孔511H。由此，在弹性波装置500B的制造中，能够缩短蚀刻所需的时间。

另外，多个谐振器包括接收用的谐振器501R1～501R3和发送用的谐振器501T1～501T4，接收用的谐振器501R1～501R3的空间部509R1～509R3彼此通过引出部510A而连通，发送用的谐振器501T1～501T3的空间部509T1～509T4彼此通过引出部510B而连通，接收用的谐振器501R1～501R3的空间部509R1～509R3与发送用的谐振器501T1～501T4的空间部509T1～509T4不通过引出部510C、510D连通。由此，能够抑制收发的隔离特性的下降。

作为优选的方式，支承构件520在压电层502侧还具备电介质层522，空间部509A～F设置于电介质层522。由此，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。

作为优选的方式，功能电极是IDT电极，该IDT电极具有沿着与第一方向交叉的第二方向延伸的一个以上的第一电极指3、以及在正交于第二方向的第三方向上与一个以上的第一电极指3中的任意一个对置且沿着第二方向延伸的一个以上的第二电极指4。由此，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。

作为优选的方式，在将多个第一电极指3和多个第二电极指4中的相邻的第一电极指3与第二电极指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。由此，能够使弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。

作为更加优选的方式，压电层2包括铌酸锂或钽酸锂。由此，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。

作为进一步优选的方式，构成压电层2的铌酸锂或钽酸锂的欧拉角处于以下的式(1)、式(2)或式(3)的范围。在该情况下，能够充分地使分数带宽变宽。

(0°±10°，0°～20°，任意的ψ)...式(1)

(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)²/8100)^1/2]～180°，任意的ψ)...式(3)

作为优选的方式，弹性波装置构成为能够利用厚度剪切模式的体波。由此，能够提供耦合系数高且得到良好的谐振特性的弹性波装置。

作为优选的方式，在将压电层2的膜厚设为d并将相邻的第一电极指3及第二电极指4的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。由此，能够使弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。

作为进一步优选的方式，d/p为0.24以下。由此，能够使弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。

作为优选的方式，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的金属化率设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够使分数带宽可靠地成为17％以下。

作为优选的方式，构成为能够利用板波。由此，能够提供得到良好的谐振特性的弹性波装置。

需要说明的是，上述的实施方式用于容易理解本公开，并非用于限定地解释本公开。本公开在不脱离其主旨的范围内能够进行变更/改良，并且本公开也包括其等效物。

附图标记说明

1、101、301、401 弹性波装置；

2 压电层；

2a 第一主面；

2b 第二主面；

3 电极指(第一电极指)；

4 电极指(第二电极指)；

5 汇流条电极(第一汇流条电极)；

6 汇流条电极(第二汇流条电极)；

7 电介质层；

8 支承基板；

7a、8a 开口部；

9 空间部；

11 贯通孔；

201 压电层；

201a 第一主面；

201b 第二主面；

251 第一区域；

252 第二区域；

310、311 反射器；

410、411 功能电极；

500、500A～500C 弹性波装置；

501A～501I 谐振器；

501R1～501R3 谐振器(接收用的谐振器)；

501T1～501T4 谐振器(发送用的谐振器)；

502 压电层；

502a 第一主面；

502b 第二主面；

503A～503F 电极指；

509A～509I、509R1～509R3、509T1～509T4 空间部；

510A～510M 引出部；

511A～511M 贯通孔；

512A～512C 布线电极；

520 支承构件；

521 支承基板；

522 电介质层；

C 激励区域；

VP1 假想平面。

Claims

1.一种弹性波装置，具备：

支承构件，其具备在第一方向上具有厚度的支承基板；

压电层，其设置在所述支承构件的所述第一方向上；以及

多个谐振器，其分别具有设置在所述压电层的所述第一方向上的功能电极，

在所述支承构件，在沿所述第一方向俯视时至少一部分与所述多个谐振器的所述功能电极重叠的位置分别设置有多个空间部，

在所述支承构件，在沿所述第一方向俯视时与所述空间部不重叠的位置设置有与至少一个所述空间部连通的引出部，

至少一个所述引出部与至少两个所述空间部连通，

在所述压电层设置有贯通孔，该贯通孔贯穿在沿所述第一方向俯视时与所述引出部重叠的位置的所述压电层。

2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，

所述贯通孔的数量比所述空间部的数量的两倍的数量小。

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布线电极，该布线电极设置在所述压电层的所述第一方向上，并且连接至少两个所述功能电极，

至少一个所述引出部具有在沿所述第一方向俯视时与所述布线电极重叠的重叠部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，

至少一个所述引出部使在沿所述第一方向俯视时相邻的谐振器的空间部彼此连通。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述贯通孔的数量是奇数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述多个谐振器包括第一谐振器以及面积比所述第一谐振器小的第二谐振器，

所述第一谐振器的空间部与所述第二谐振器的空间部通过所述引出部而连通，

在沿所述第一方向俯视时在相比于所述第二谐振器更接近第一谐振器的位置，设置有至少一个所述贯通孔。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述多个谐振器包括接收用的谐振器和发送用的谐振器，

所述接收用的谐振器的空间部彼此通过所述引出部而连通，

所述发送用的谐振器的空间部彼此通过所述引出部而连通，

所述接收用的谐振器的空间部与所述发送用的谐振器的空间部不通过所述引出部连通。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述支承构件在所述压电层侧还具备电介质层，

所述空间部设置于所述电介质层。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述功能电极是IDT电极，该IDT电极具有沿着与所述第一方向交叉的第二方向延伸的一个以上的第一电极指以及在正交于所述第二方向的第三方向上与所述一个以上的第一电极指中的任意一个对置且沿着所述第二方向延伸的一个以上的第二电极指。

10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，

在将所述一个以上的第一电极指和所述一个以上的第二电极指中的相邻的第一电极指与第二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。

11.根据权利要求9所述的弹性波装置，其中，

所述压电层包括铌酸锂或钽酸锂。

12.根据权利要求11所述的弹性波装置，其中，

所述铌酸锂或钽酸锂的欧拉角处于以下的式(1)、式(2)或式(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)。

13.根据权利要求9至12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厚度剪切模式的体波。

14.根据权利要求13所述的弹性波装置，其中，

在将所述压电层的厚度设为d并将所述一个以上的第一电极指和所述一个以上的第二电极指中的相邻的第一电极指与第二电极指之间的中心间距离设为p的情况下，d/p≤0.5。

15.根据权利要求14所述的弹性波装置，其中，

d/p为0.24以下。

16.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述功能电极具有沿着与所述第一方向交叉的第二方向延伸的多个第一电极指以及在正交于所述第二方向的第三方向上与所述多个第一电极指中的任意一个对置且沿着所述第二方向延伸的多个第二电极指，相邻的所述第一电极指与所述第二电极指在对置的方向上观察时重叠的区域是激励区域，在将所述多个第一电极指及所述多个第二电极指相对于所述激励区域的金属化率设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。

17.根据权利要求1至8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。

18.根据权利要求1至8中任一项所述的弹性波装置，其中，

所述功能电极具有在所述第一方向上夹着所述压电层的上部电极及下部电极。