CN117121380A - 弹性波装置 - Google Patents

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CN117121380A CN202280025213.2A CN202280025213A CN117121380A CN 117121380 A CN117121380 A CN 117121380A CN 202280025213 A CN202280025213 A CN 202280025213A CN 117121380 A CN117121380 A CN 117121380A
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铃木胜己
木村哲也
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Abstract

本发明兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。弹性波装置具备：支承构件，具备在第1方向上具有厚度的支承基板；压电层，设置在支承构件的第1方向上；以及多个谐振器，分别具有设置在压电层的第1方向上的功能电极。支承构件在第1方向上俯视时与谐振器各自的至少一部分重叠的位置设置有多个空间部，多个空间部包含第1空间部和在第1方向上俯视时面积比第1空间部大的第2空间部，在压电层设置有与第1空间部连通的第1贯通孔和与第2空间部连通的第2贯通孔，在第1方向上俯视时，第1贯通孔的面积比第2贯通孔大。

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所示的弹性波装置中，有时作为用于设置面积不同的空间部的蚀刻孔而在压电层设置与空间部连通的贯通孔。在该情况下，不能以适合于空间部的大小的速度使蚀刻液干燥，有可能在大的空间部产生粘附(sticking)，在小的空间部中干燥变慢。
本公开用于解决上述的问题，其目的在于，兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。
用于解决问题的技术方案
弹性波装置具备：支承构件，具备在第1方向上具有厚度的支承基板；压电层，设置在所述支承构件的所述第1方向上；以及多个谐振器，分别具有设置在所述压电层的所述第1方向上的功能电极，所述支承构件在所述第1方向上俯视时与所述谐振器各自的至少一部分重叠的位置设置有多个空间部，所述多个空间部包含第1空间部和在所述第1方向上俯视时面积比所述第1空间部大的第2空间部，在所述压电层设置有与所述第1空间部连通的第1贯通孔和与所述第2空间部连通的第2贯通孔，在所述第1方向上俯视时，所述第1贯通孔的面积比第2贯通孔大。
发明效果
根据本公开，能够兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。
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是图1A的沿着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和作为谐振器的相对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个例子的参考图。
图9是示出第1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相对带宽和作为杂散的大小的用180度进行了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、金属化比MR和相对带宽的关系的说明图。
图11是示出使d/p尽可能接近于0的情况下的相对带宽相对于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涉及的弹性波装置的部分切除立体图。
图13是用于说明本公开的实施方式涉及的弹性波装置的剖视图。
图14是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的一个例子的俯视图。
图15是图14的XV-XV线的剖视图。
图16是图14所示的第1实施方式涉及的弹性波装置的电路图。
图17是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第1变形例的一部分的俯视图。
图18是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第2变形例的一部分的俯视图。
图19是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第3变形例的剖视图。
图20是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第4变形例的剖视图。
图21是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第5变形例的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的实施方式进行详细地说明。另外，本公开并不被该实施方式所限定。另外，在本公开记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间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。特别是，关于基于同样的结构的同样的作用效果，将不在每个实施方式中逐次提及。
(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具有包含LiNbO3的压电层2。压电层2也可以包含LiTaO3。在第1实施方式中，LiNbO3、LiTaO3的切割角为Z切割。LiNbO3、LiTaO3的切割角也可以为旋转Y切割、X切割。优选地，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，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。
在此，电极指3是“第1电极指”的一个例子，电极指4是“第2电极指”的一个例子。在图1A以及图1B中，多个电极指3是与第1汇流条电极5连接的多个“第1电极指”。多个电极指4是与第2汇流条电极6连接的多个“第2电极指”。多个电极指3和多个电极指4彼此相互交错对插。由此，构成了具备电极指3、电极指4、第1汇流条电极5以及第2汇流条电极6的IDT(Interdigital Transuducer，叉指换能器)电极。
电极指3以及电极指4具有矩形形状，并具有长度方向。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均为与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此，也可以说，电极指3和与电极指3相邻的电极指4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1方向)，将电极指3、电极指4的长度方向设为Y方向(或第2方向)，将电极指3、电极指4的正交的方向设为X方向(或第3方向)，来进行说明。
此外，电极指3、电极指4的长度方向也可以和图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对调。即，在图1A以及图1B中，也可以使电极指3、电极指4在第1汇流条电极5以及第2汇流条电极6延伸的方向上延伸。在该情况下，第1汇流条电极5以及第2汇流条电极6在图1A以及图1B中变得在电极指3、电极指4延伸的方向上延伸。而且，连接于一个电位的电极指3和连接于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。
在此，所谓电极指3和电极指4相邻，不是指电极指3和电极指4配置为直接接触的情况，而是指电极指3和电极指4隔开间隔而配置的情况。此外，在电极指3和电极指4相邻的情况下，在电极指3与电极指4之间不配置包含其它电极指3、电极指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，也可以为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。此外，所谓电极指3与电极指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。
进而，在电极指3、电极指4中的至少一者存在多根的情况下(在将电极指3、电极指4设为一对电极组时存在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。
此外，电极指3、电极指4的宽度即电极指3、电极指4的对置方向上的尺寸优选为150nm以上且1000nm以下的范围。另外，所谓电极指3与电极指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，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而使用了其它切割角的压电体的情况下，并不限于此。在此，所谓“正交”，并非仅限定于严格地正交的情况，也可以为大致正交(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，隔着电介质层7层叠有支承基板8。电介质层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。由此，形成了空间部(气隙)9。
空间部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，隔着电介质层7层叠在第2主面2b。另外，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在压电层2的第2主面2b。
电介质层7由氧化硅形成。不过，除了氧化硅以外，电介质层7还能够由氮化硅、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为(100)、(110)，也可以为(111)。优选地，最好是电阻率为4kΩ以上的高电阻的Si。不过，对于支承基板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汇流条电极5、第2汇流条电极6包含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汇流条电极5、第2汇流条电极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与多个电极指4之间施加交流电压。更具体地，在第1汇流条电极5与第2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中激励的厚度剪切一阶模的体波的谐振特性。
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被设为0.5以下。因此，可有效地激励上述厚度剪切一阶模的体波，能够得到良好的谐振特性。更优选地，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，在像第1实施方式那样电极指3、电极指4中的至少一者存在多根的情况下，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存在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，具备上述结构，因此即使欲谋求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。此外，之所以不需要上述反射器，是由于利用了厚度剪切一阶模的体波。
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的体波的振幅方向的示意性剖视图。
在图3A中，是像专利文献1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中如箭头所示地传播。在此，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，如果是兰姆波，则波如图所示地在X方向上不断传播。因为是板波，所以尽管压电层201作为整体进行振动，但是波在X方向上传播，因此在两侧配置反射器，得到了谐振特性。因此，产生波的传播损耗，在谋求了小型化的情况下，即，在减少了电极指3、4的对数的情况下，Q值下降。
相对于此，如图3B所示，在第1实施方式的弹性波装置中，振动位移为厚度剪切方向，因此波几乎在将压电层2的第1主面2a和第2主面2b连结的方向即Z方向上传播、谐振。即，波的X方向分量与Z方向分量相比，显著地小。而且，因为可通过该Z方向上的波的传播来得到谐振特性，所以不需要反射器。因而，不产生在反射器传播时的传播损耗。因此，即使欲推进小型化而减少了包含电极指3、电极指4的电极对的对数，也不易产生Q值的下降。
另外，如图4所示，厚度剪切一阶模的体波的振幅方向在压电层2的激励区域C(参照图1B)包含的第1区域251和激励区域C包含的第2区域252中变得相反。在图4中，示意性地示出了在电极指3与电极指4之间施加了电极指4与电极指3相比成为高电位的电压的情况下的体波。第1区域251是激励区域C中的、虚拟平面VP1与第1主面2a之间的区域，其中，该虚拟平面VP1与压电层2的厚度方向正交并将压电层2分为两部分。第2区域252是激励区域C中的、虚拟平面VP1与第2主面2b之间的区域。
在弹性波装置1中，配置有包含电极指3和电极指4的至少一对电极，但因为不是使波在X方向上传播，所以该包含电极指3、电极指4的电极对的对数未必一定要有多对。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1实施方式中，至少一对电极像上述那样是与信号电位连接的电极或与接地电位连接的电极，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，得到了图5所示的谐振特性的弹性波装置1的设计参数如下。
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
包含电极指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：厚度为1μm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。在此，所谓激励区域C，是“交叉区域”的一个例子。
在第1实施方式中，包含电极指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，以等间距配置了电极指3和电极指4。
根据图5可明确，尽管不具有反射器，仍得到了相对带宽为12.5％的良好的谐振特性。
此外，在将上述压电层2的厚度设为d并将电极指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，不过使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和作为谐振器的相对带宽的关系的说明图。
如图6所示，若d/2p超过0.25，即，如果d/p＞0.5，则即使调整d/p，相对带宽也不足5％。相对于此，在d/2p≤0.25的情况下，即，在d/p≤0.5的情况下，如果在该范围内使d/p变化，则能够使相对带宽为5％以上，即，能够构成具有高耦合系数的谐振器。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，能够将相对带宽提高至7％以上。除此以外，如果在该范围内对d/p进行调整，则能够得到相对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，从而能够构成利用了上述厚度剪切一阶模的体波的、具有高耦合系数的谐振器。
另外，至少一对电极也可以为一对，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，对于压电层2的厚度d，在压电层2具有厚度偏差的情况下，也只要采用对其厚度进行了平均化的值即可。
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，电极的对数也可以为一对。在该情况下，也只要上述d/p为0.5以下，就能够有效地激励厚度剪切一阶模的体波。
在弹性波装置1中，优选地，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的金属化比MR最好满足MR≤1.75(d/p)+0.075，其中，该激励区域C是上述相邻的电极指3、电极指4在对置的方向上观察时重叠的区域。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个例子的参考图。在谐振频率与反谐振频率之间出现了箭头B所示的杂散。另外，设d/p＝0.08，并且设LiNbO3的欧拉角为(0°，0°，90°)。此外，设上述金属化比MR＝0.35。
参照图1B对金属化比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，设仅设置有这一对电极指3、电极指4。在该情况下，被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了电极指3和电极指4时电极指3中的与电极指4相互重叠的区域、电极指4中的与电极指3相互重叠的区域、以及电极指3与电极指4之间的区域中的电极指3和电极指4相互重叠的区域。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1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相对带宽和作为杂散的大小的用180度进行了标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的说明图。另外，对压电层2的膜厚、电极指3、电极指4的尺寸进行各种变更，从而对相对带宽进行了调整。此外，图9是使用了包含Z切割的LiNbO3的压电层2的情况下的结果，但是即使在使用了其它切割角的压电层2的情况下，也成为同样的倾向。
在图9中的被椭圆J包围的区域中，杂散变大至1.0。根据图9可明确，若相对带宽超过0.17，即，若超过17％，则即便使构成相对带宽的参数变化，也会在通带内出现杂散电平为1以上的大的杂散。即，像图8所示的谐振特性那样，在带内出现箭头B所示的大的杂散。因而，优选相对带宽为17％以下。在该情况下，能够通过调整压电层2的膜厚、电极指3、电极指4的尺寸等来减小杂散。
图10是示出d/2p、金属化比MR和相对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不同的各种各样的弹性波装置1，并测定了相对带宽。图10的虚线D的右侧的附上影线而示出的部分是相对带宽为17％以下的区域。该附上了影线的区域和未附上影线的区域的边界可通过MR＝3.5(d/2p)+0.075来表示。即，MR＝1.75(d/p)+0.075。因此，优选MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，容易使相对带宽为17％以下。更优选为图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，则能够可靠地使相对带宽为17％以下。
图11是示出使d/p尽可能接近于0的情况下的相对带宽相对于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％以上的相对带宽的区域。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(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，能够使相对带宽变得足够宽，是优选的。
图12是用于说明本公开的实施方式涉及的弹性波装置的部分切除立体图。在图12中，用虚线示出空间部9的外周缘。本公开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，通过对空间部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，因为在两侧设置有反射器310、311，所以能够得到基于作为板波的兰姆波的谐振特性。
像以上说明的那样，在弹性波装置1、101中，利用了厚度剪切一阶模的体波。此外，在弹性波装置1、101中，第1电极指3和第2电极指4是彼此相邻的电极，在将压电层2的厚度设为d并将第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被设为0.5以下。由此，即使将弹性波装置小型化，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。在压电层2的第1主面2a或第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，最好用保护膜覆盖在第1电极指3以及第2电极指4的上方。
图13是用于说明本公开的实施方式涉及的弹性波装置的剖视图。本公开的弹性波装置也可以是如图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是相对于压电层2的厚度方向而设置在两侧的电极。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是在Z方向上贯通压电层2的孔。贯通孔11与空间部9连通。通过在压电层2设置贯通孔11，从而在将压电层2接合于支承基板8之后，从贯通孔11流入蚀刻液，由此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1实施方式涉及的弹性波装置的一个例子的俯视图。图15是图14的XV-XV线的剖视图。如图14以及图15所示，第1实施方式涉及的弹性波装置500是设置有多个谐振器501A～501G的弹性波装置。弹性波装置500具备支承构件520、压电层502、布线电极512A～512C、输入端子513、输出端子514、以及接地515A、515B。
压电层502设置在支承构件520。压电层502具有第1主面502a和第2主面502b。在本实施例中，第1主面502a成为设置谐振器501A～501F和布线电极512A～512C的面。另一方面，第2主面502b成为设置支承构件520的面。压电层502的材料有时包含铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)和杂质。
如图15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的材料例如为硅。电介质层522相对于支承基板521而设置在压电层502侧。电介质层522的材料例如为氧化硅。
谐振器501A～501F具有功能电极和在Z方向上俯视时至少一部分与功能电极重叠的部分的层叠体。在此，所谓功能电极，是指具备第1电极指、第2电极指、第1汇流条电极以及第2汇流条电极的IDT电极。此外，所谓层叠体，包含一部分的压电层502和一部分的支承构件520。以下，有时将谐振器501A、501C作为第1谐振器并将谐振器501B、501D作为第2谐振器来进行说明。
在本实施方式中，谐振器501A、501B作为功能电极的第1电极指以及第2电极指而设置有电极指503A、503B。即，可以说，电极指503A、503B分别相当于谐振器501A、501B的第1电极指以及第2电极指。电极指503A、503B在Y方向上具有长度方向。相对于Y方向的端部与第1汇流条电极以及第2汇流条电极连接。
谐振器501A的电极面积比谐振器501B的电极面积大，谐振器501C的电极面积与谐振器501D的电极面积相比相对小。在此，所谓谐振器501A～501D的电极面积，是指谐振器具有的多个第1电极指和第2电极指在电极指的排列方向上观察时相互重叠的区域即交叉区域C1～C4的面积。即，谐振器501A的交叉区域C1的面积比谐振器501B的交叉区域C2的面积大，谐振器501C的交叉区域C3的面积比谐振器501D的交叉区域C4的面积小。
布线电极512A～512C是将谐振器501A～501F电连接的布线。布线电极512A～512D设置在压电层502。布线电极512A～512D与谐振器501A～501F的汇流条电极电连接。
图16是图14所示的第1实施方式涉及的弹性波装置的电路图。如图16所示，弹性波装置500成为所谓的梯型滤波器，该梯型滤波器包含串联地插入到从输入端子513到输出端子514的信号路径的串联臂谐振器和插入到信号路径与接地之间的路径的并联臂谐振器。在图16中，串联臂谐振器是谐振器501A、501E、501C。作为串联臂谐振器的谐振器501A、501E、501C的一个端子与输入端子513电连接，另一个端子与输出端子514电连接。在此，谐振器501A、谐振器501E以及501C串联地电连接。另一方面，在图16中，并联臂谐振器是谐振器501B、501F、501D、501G。谐振器501B的一个端子经由布线电极512A而与输入端子513电连接，另一个端子与接地515A电连接。谐振器501F的一个端子与将谐振器501A和谐振器501E连结的布线电极512B电连接，另一个端子与接地515A电连接。谐振器501D的一个端子与将谐振器501E和谐振器501C连结的布线电极512C电连接，另一个端子与接地515B电连接。谐振器501G的一个端子经由布线电极512D而与输出端子514电连接，另一个端子与接地515B电连接。
另外，在本实施方式涉及的弹性波装置500中，第1谐振器501A、501C并不限于是串联臂谐振器，第2谐振器501B、501D并不限于是并联臂谐振器。例如，也可以是，第1谐振器501A、501C为并联臂谐振器，第2谐振器501B、501D为串联臂谐振器。此外，弹性波装置500也可以包含发送用谐振器和接收用谐振器。在该情况下，也可以是，第1谐振器501A、501C为发送用谐振器，第2谐振器501B、501D为接收用谐振器。此外，也可以是，第1谐振器501A、501C为发送用谐振器，第2谐振器501B、501D为接收用谐振器。
在此，在谐振器501A～501D的层叠体的一部分的支承构件520，在压电层502侧分别设置有空间部509A～509D和引出部510A～510D。例如，在谐振器501A的层叠体的一部分的电介质层522，在压电层502侧设置有空间部509A和引出部510A。
空间部509A～509D是设置在支承构件520的压电层502侧的空洞。空间部509A～509D设置在Z方向上俯视时至少一部分与各个谐振器501A～501D的功能电极重叠的位置。即，谐振器501A～501D在层叠体的支承构件520分别设置有空间部509A～509D。在此，空间部509A、509C是“第1空间部”的一个例子，空间部509B、509D是“第2空间部”的一个例子。
在Z方向上俯视的空间部509A的面积比在Z方向上俯视的空间部509B的面积小。在图15的例子中，空间部509A的相对于X方向的长度Cw1变得比空间部509B的相对于X方向的长度Cw2小。由此，电极面积比谐振器501B大的谐振器501A具有面积比空间部509B小的空间部509A，因此能够使散热性提高。
在图14的例子中，在Z方向上俯视的空间部509C的面积比在Z方向上俯视的空间部509D的面积小。由此，电极面积比谐振器501C大的谐振器501D具有面积比空间部509C大的空间部509D，因此变得容易确保激励空间。
另外，空间部509A和空间部509B或者空间部509C和空间部509D的深度即Z方向上的长度也可以不同。例如，在Z方向上俯视时面积大的第2空间部509B、509D的深度也可以比在Z方向上俯视时面积小的第1空间部509A、509C的深度深。
引出部510A～510D是设置在支承构件520的压电层502侧的空洞。引出部510A～510D设置在Z方向上俯视时与空间部509A～509D不重叠的位置。引出部510A～510D分别与空间部509A～509D连通。在图14的例子中，引出部510A～510D分别设置为与空间部509A～509D的相对于X方向的两侧连通。以下，有时将引出部510A、510C作为第1引出部并将引出部510B、510D作为第2引出部510B来进行说明。
在压电层502设置有在Z方向上贯通的孔即贯通孔511A～511D。贯通孔511A～511D设置为在Z方向上俯视时分别与引出部510A～510D重叠。即，贯通孔511A～511D在Z方向上与引出部510A～510D连通。在此，贯通孔511A、511C是“第1贯通孔”的一个例子，贯通孔511B、511D是“第2贯通孔”的一个例子。
第1贯通孔511A、511C的面积比第2贯通孔511B、511D的面积大。在此，所谓贯通孔的面积，是指在Z方向上俯视时设置在压电层502的贯通孔的开口部所占的面积的总和。例如，在图14的例子中，贯通孔511A在压电层502设置有两个，因此所谓贯通孔511A的面积，成为在Z方向上俯视时两个贯通孔的开口部所占的面积之和。在图15所示的例子中，第1贯通孔511A的相对于X方向的宽度Ew1变得比第2贯通孔511B的宽度Ew2大。在此，所谓贯通孔的宽度，是指一个贯通孔的开口部的相对于X方向的长度。
在此，在弹性波装置500的制造工序中，第2空间部509B、509D由于面积大，因此在蚀刻中使空间部内的液体干燥时，容易产生所谓的粘附，即，压电层502由于表面张力而挠曲，使得粘贴于空间部的内壁的现象。本实施方式涉及的第2空间部509B、509D与面积小的第2贯通孔511B、511D连通。由此，能够使第2空间部509B、509D内的液体从第2贯通孔511B、511D的蒸发变得缓慢，能够使第2空间部509B、509D内慢慢地干燥。因此，能够抑制粘附的产生。
另一方面，在弹性波装置500的制造工序中，第1空间部509A、509C由于面积小，因此在蚀刻中使空间部内的液体干燥时，不易产生粘附。本实施方式涉及的第1空间部509A、509C与面积大的第1贯通孔511A、511C连通。由此，能够促进第1空间部509A、509C内的液体从第1贯通孔511A、511C的蒸发，能够使第1空间部509A、509C内快速地干燥。因此，能够提高制造效率。
本实施方式涉及的弹性波装置并不限于图14所示的弹性波装置500。以下，参照附图对本实施方式涉及的弹性波装置的变形例进行说明。另外，对于同样的结构，标注相同的附图标记并省略说明。
图17是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第1变形例的一部分的俯视图。图18是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第2变形例的一部分的俯视图。如图17以及图18所示，第1贯通孔511A和第2贯通孔511B也可以在Z方向上俯视时具有面积相同的开口部，第1贯通孔的宽度Ewl和第2贯通孔的宽度Ew2也可以相等。在该情况下，第1贯通孔51lA设置得比第2贯通孔511B多。
在第1变形例涉及的弹性波装置500A中，第1贯通孔511AA设置有3个，使得与第1空间部509A连通，第2贯通孔511BA设置有两个，使得与第2空间部509B连通。在此，第1贯通孔511AA相对于X方向而在第1空间部509A的一侧设置有两个。由此，第1贯通孔511AA的面积变得比第2贯通孔511BA的面积大，因此在弹性波装置500A的制造中，能够抑制第2空间部509B的粘附，并且缩短第1空间部509A的干燥时间。
在第2变形例涉及的弹性波装置500B中，第1贯通孔511AB设置有两个，使得与第1空间部509A连通，第2贯通孔511BB设置有一个，使得与第2空间部509B连通。在此，第2贯通孔511BB相对于X方向而仅设置在第2空间部509B的一侧。由此，第1贯通孔511AB的面积变得比第2贯通孔511BB的面积大，因此在弹性波装置500B的制造中，能够抑制第2空间部509B的粘附，并且缩短第1空间部509A的干燥时间。
图19是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第3变形例的剖视图。图20是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第4变形例的剖视图。图21是示出第1实施方式涉及的弹性波装置的第5变形例的剖视图。在此，图19～图21成为各变形例涉及的弹性波装置的与图15对应的剖视图。如图19～图21所示，支承构件520的结构并不限于图15中所示的结构。
在第3变形例涉及的弹性波装置500C中，如图19所示，第1空间部509AC、第2空间部509BC、第1引出部510AC以及第2引出部510BC相对于Z方向而设置在电介质层522C的压电层502侧。在该情况下，在弹性波装置500C的制造中，也能够抑制第1空间部509BC的粘附，并且缩短第2空间部509AC的干燥时间。
在第4变形例涉及的弹性波装置500D中，如图20所示，第1空间部509AD和第2空间部509BD相对于Z方向而设置在支承基板521D的压电层502侧。此外，第1引出部510AD以及第2引出部510BD设置于支承构件520D，使得在Z方向上贯通电介质层522D。在该情况下，在弹性波装置500D的制造中，也能够抑制第2空间部509BD的粘附，并且缩短第1空间部509AD的干燥时间。
在第5变形例涉及的弹性波装置500E中，如图21所示，支承构件仅成为支承基板521E。在该情况下，第1空间部509AE、第2空间部509BE、第1引出部510AE以及第2引出部510BE相对于Z方向而设置在支承基板521DE的压电层502侧。在该情况下，在弹性波装置500E的制造中，也能够抑制第2空间部509BE的粘附，并且缩短第1空间部509AE的干燥时间。
像以上说明的那样，第1实施方式涉及的弹性波装置500具备：支承构件520，具备在第1方向上具有厚度的支承基板521；压电层502，设置在支承构件520的第1方向上；以及多个谐振器501A～501F，分别具有设置在压电层502的第1方向上的功能电极，支承构件520在第1方向上俯视时与谐振器各自的至少一部分重叠的位置设置有多个空间部509A～509D，多个空间部509A～509D包含第1空间部509A、509C和在第1方向上俯视时面积比第1空间部509A、509C大的第2空间部509B、509D，在压电层502设置有与第1空间部509A、509C连通的第1贯通孔511A、511C和与第2空间部509B、509D连通的第2贯通孔511B、511D，在第1方向上俯视时，第1贯通孔511A、511C的面积比第2贯通孔511B、511D大。
由此，面积大的第2空间部509B、509D与面积小的第2贯通孔511B、511D连通，因此能够在弹性波装置500的制造中使第2空间部509B、509D内慢慢地干燥，能够防止粘附。另一方面，面积小的第1空间部509A、509C与面积大的第1贯通孔511A、511C连通，因此能够在弹性波装置500的制造中使第1空间部509A、509C内迅速地干燥，能够缩短干燥时间。因此，能够兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。
此外，在第1方向上俯视时，与第2空间部509B重叠的谐振器501B的面积也可以比与第1空间部509A重叠的谐振器501A的面积大。在该情况下，谐振器501A具有面积比第2空间部509B小的第1空间部509A，因此谐振器501A能够提高散热性。
此外，在第1方向上俯视时，与第1空间部509C重叠的谐振器501C的面积也可以比与第2空间部509D重叠的谐振器501C的面积大。在该情况下，谐振器501D具有面积比第1空间部509C大的第2空间部509D，因此谐振器501D变得容易确保激励空间。
此外，在第1方向上俯视时，与第1空间部509A、509C重叠的谐振器501A、501C和与第2空间部509B、509D重叠的谐振器501B、501D也可以是串联臂谐振器或并联臂谐振器中的任一者。在该情况下，也能够兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。
此外，在第1方向上俯视时，与第1空间部509A、509C重叠的谐振器501A、501C和与第2空间部509B、509D重叠的谐振器501B、501D也可以是接收用谐振器或发送用谐振器中的任一者。在该情况下，也能够兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。
作为优选的方式，在支承构件520中，与多个空间部509A、509B中的至少一个空间部509A连通的引出部510A设置在第1方向上俯视时与至少一个空间部509A不重叠的位置，在压电层502设置有将在第1方向上俯视时与引出部510A重叠的位置的压电层502贯通的贯通孔511A。在该情况下，也能够兼顾空间部的粘附的抑制和干燥时间的缩短。
作为优选的方式，支承构件520具备电介质层522，电介质层522设置有至少一个空间部509A～509D。由此，能够提供可得到良好的谐振特性的弹性波装置。
作为优选的方式，功能电极具有：一个以上的第1电极指，在与第1方向交叉的第2方向上延伸；以及一个以上的第2电极指，在与第2方向正交的第3方向上与一个以上的第1电极指中的任一个对置，并在第2方向上延伸。由此，能够提供可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与第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。由此，能够将弹性波装置1小型化，并且能够提高Q值。
作为更优选的方式，压电层2包含铌酸锂或钽酸锂。由此，能够提供可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，能够使相对带宽变得足够宽。
(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，耦合系数提高，能够提供可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为0.5以下。由此，能够将弹性波装置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，能够将弹性波装置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为激励区域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，能够可靠地使相对带宽为17％以下。
作为优选的方式，构成为能够利用板波。由此，能够提供可得到良好的谐振特性的弹性波装置。
另外，上述的实施方式用于使本公开容易理解，并非用于对本公开进行限定解释。本公开能够在不脱离其主旨的情况下进行变更/改良，并且本公开还包含其等价物。
附图标记说明
1、101、301、401：弹性波装置；
2：压电层；
2a：第1主面；
2b：第2主面；
3：电极指(第1电极指)；
4：电极指(第2电极指)；
5：汇流条电极(第1汇流条电极)；
6：汇流条电极(第2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1主面；
201b：第2主面；
251：第1区域；
252：第2区域；
310、311：反射器；
410、411：功能电极；
500、500A～500E：弹性波装置；
501A、501C：谐振器(第1谐振器)；
501B、501D：谐振器(第2谐振器)；
501E～501G：谐振器；
502：压电层；
502a：第1主面；
502b：第2主面；
503A、503B：电极指；
509A、509C、509AC～509AE：空间部(第1空间部)；
509B、509D、509BC～509BE：空间部(第2空间部)；
510A、510C、510AA～510AE：引出部(第1引出部)；
510B、510D、510BA～510BE：引出部(第2引出部)；
511A、511C、511AA、511AB：贯通孔(第1贯通孔)；
511B、511D、511BA、511BB：贯通孔(第2贯通孔)；
512A～512D：布线电极；
513：输入端子；
514：输出端子；
515A、515B：接地；
520、520C、520D：支承构件；
521、521C～521E：支承基板；
522、522C、522D：电介质层；
C：激励区域；
Cw1、Cw2：长度；
Ew1、Ew2：宽度；
VP1：虚拟平面。

Claims (17)

1.一种弹性波装置，具备：
支承构件，具备在第1方向上具有厚度的支承基板；
压电层，设置在所述支承构件的所述第1方向上；以及
多个谐振器，分别具有设置在所述压电层的所述第1方向上的功能电极，
所述支承构件在所述第1方向上俯视时与所述谐振器各自的至少一部分重叠的位置设置有多个空间部，
所述多个空间部包含第1空间部和在所述第1方向上俯视时面积比所述第1空间部大的第2空间部，
在所述压电层设置有与所述第1空间部连通的第1贯通孔和与所述第2空间部连通的第2贯通孔，
在所述第1方向上俯视时，所述第1贯通孔的面积比第2贯通孔大。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述第1方向上俯视时，与所述第2空间部重叠的谐振器的面积比与所述第1空间部重叠的谐振器的面积大。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述第1方向上俯视时，与所述第1空间部重叠的谐振器的面积比与所述第2空间部重叠的谐振器的面积大。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述第1方向上俯视时，与所述第1空间部重叠的谐振器和与所述第2空间部重叠的谐振器是串联臂谐振器或并联臂谐振器中的任一者。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述第1方向上俯视时，与所述第1空间部重叠的谐振器和与所述第2空间部重叠的谐振器是接收用谐振器或发送用谐振器中的任一者。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述支承构件中，与所述多个空间部中的至少一个空间部连通的引出部设置在所述第1方向上俯视时与所述至少一个空间部不重叠的位置，
在所述压电层设置有将在所述第1方向上俯视时与所述引出部重叠的位置的所述压电层贯通的贯通孔。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述支承构件具备电介质层，
所述电介质层设置有至少一个所述空间部。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述功能电极具有：一个以上的第1电极指，在与所述第1方向交叉的第2方向上延伸；以及一个以上的第2电极指，在与所述第2方向正交的第3方向上与所述一个以上的第1电极指中的任一个对置，并在所述第2方向上延伸。
9.根据权利要求8所述的弹性波装置，其中，
在将所述一个以上的第1电极指和所述一个以上的第2电极指中的相邻的第1电极指与第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。
10.根据权利要求8或9所述的弹性波装置，其中，
所述压电层包含铌酸锂或钽酸锂。
11.根据权利要求10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)。
12.根据权利要求8至11中的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。
13.根据权利要求12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1电极指和所述一个以上的第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。
14.根据权利要求13所述的弹性波装置，其中，
d/p为0.24以下。
15.根据权利要求1至7中的任一项所述的弹性波装置，其中，
所述功能电极具有：一个以上的第1电极指，在与所述第1方向交叉的第2方向上延伸；以及一个以上的第2电极指，在与所述第2方向正交的第3方向上与所述一个以上的第1电极指中的任一个对置，并在所述第2方向上延伸，
相邻的所述第1电极指和所述第2电极指在对置的方向上观察时重叠的区域为激励区域，
在将所述一个以上的第1电极指以及所述一个以上的第2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。
16.根据权利要求1至7中的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。
17.根据权利要求1至7中的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1方向上夹着所述压电层的上部电极和下部电极。
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