CN117321915A - 压电体波装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制压电层的主面处的弹性波的泄漏的压电体波装置。本发明涉及的压电体波装置(10)具备：支承构件(13)，包含支承基板；压电层(14)，设置在支承构件(13)上，具有相互对置的第1主面(14a)和第2主面(14b)；和IDT电极(11)，设置在压电层(14)的第1主面(14a)或者第2主面(14b)，具有相互对置的第1、第2汇流条(26、27)(1对汇流条)以及多个电极指。在支承构件(13)设置有声反射部。在俯视下，声反射部与IDT电极(11)的至少一部分重叠。在将压电层(14)的厚度设为d，将相邻的电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。第1、第2汇流条(26、27)分别包含在与电极指延伸的方向交叉的方向上延伸的至少1个狭缝(22、24)。

Description

压电体波装置

技术领域

本发明涉及压电体波装置(piezoelectric bulk wave device)。

背景技术

以往，压电体波装置等弹性波装置被广泛用于便携式电话机的滤波器等。近年来，提出了如下述的专利文献1记载的那样的、使用了厚度剪切模式的体波的压电体波装置。在该压电体波装置中，在支承体上设置有压电层。在压电层上设置有成对的电极。成对的电极在压电层上相互对置，并且连接于相互不同的电位。通过在上述电极间施加交流电压，从而激励了厚度剪切模式的体波。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第10491192号说明书

发明内容

发明要解决的问题

在压电体波装置中，有时在压电层的主面产生弹性波的泄漏。特别是，在体波激励用的电极延伸的方向上，弹性波的泄漏大。因此，在将压电体波装置用于滤波器装置的情况下，插入损耗有可能变大。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制压电层的主面处的弹性波的泄漏的压电体波装置。

用于解决问题的技术方案

本发明涉及的压电体波装置具备：包含支承基板的支承构件、设置在所述支承构件上并具有相互对置的第1主面和第2主面的压电层、设置在所述压电层的第1主面或者第2主面并具有相互对置的1对汇流条以及多个电极指的IDT电极，在所述支承构件设置有声反射部，在俯视下，所述声反射部与所述IDT电极的至少一部分重叠，在将所述压电层的厚度设为d，将相邻的所述电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，所述1对汇流条分别包含在与所述电极指延伸的方向交叉的方向上延伸的至少1个狭缝。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够抑制压电层的主面处的弹性波的泄漏的压电体波装置。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式涉及的压电体波装置的示意性俯视图。

图2是图1中的沿着I-I线的示意性剖视图。

图3是示出本发明的第1实施方式中的IDT电极的第1间隙附近的、沿着电极指延伸方向的示意性剖视图。

图4是示出本发明的第1实施方式以及比较例中的频率和Q值的关系的图。

图5是示出本发明的第1实施方式以及比较例中的相位特性的图。

图6是示出w_S/g_IB和反谐振频率的阻抗Rp的关系的图。

图7是示出本发明的第1实施方式的第1变形例中的IDT电极的第1间隙附近的示意性俯视图。

图8是示出本发明的第1实施方式的第2变形例中的IDT电极的第1间隙附近的示意性俯视图。

图9的(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的压电体波装置的外观的简图式立体图，图9的(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图。

图10是图9的(a)中的沿着A-A线的部分的剖视图。

图11的(a)是用于说明在压电体波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性主视剖视图，图11的(b)是用于说明在压电体波装置中的压电膜传播的厚度剪切模式的体波的示意性主视剖视图。

图12是示出厚度剪切模式的体波的振幅方向的图。

图13是示出利用厚度剪切模式的体波的压电体波装置的谐振特性的图。

图14是示出将相邻的电极的中心间距离设为p并将压电层的厚度设为d的情况下的d/p和作为谐振器的相对带宽的关系的图。

图15是利用厚度剪切模式的体波的压电体波装置的俯视图。

图16是示出出现杂散的参考例的压电体波装置的谐振特性的图。

图17是示出相对带宽和作为杂散的大小的以180度进行了标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的图。

图18是示出d/2p和金属化比MR的关系的图。

图19是示出使d/p无限接近于0的情况下的相对带宽相对于LiNbO₃的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。

图20是具有声多层膜的压电体波装置的主视剖视图。

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，由此明确本发明。

另外，需要指出的是，本说明书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者组合。

图1是本发明的第1实施方式涉及的压电体波装置的示意性俯视图。图2是图1中的沿着I-I线的示意性剖视图。另外，在图1中，省略了后述的电介质膜。

如图1所示，压电体波装置10具有压电性基板12和IDT电极11。如图2所示，压电性基板12具有支承构件13和压电层14。在本实施方式中，支承构件13包含支承基板16和绝缘层15。在支承基板16上设置有绝缘层15。在绝缘层15上设置有压电层14。不过，支承构件13也可以仅由支承基板16构成。

压电层14具有第1主面14a以及第2主面14b。第1主面14a和第2主面14b相互对置。第1主面14a以及第2主面14b中的第2主面14b位于支承构件13侧。

作为支承基板16的材料，例如，能够使用硅等半导体、氧化铝等陶瓷等。作为绝缘层15的材料，能够使用氧化硅或者五氧化二钽等适当的电介质。作为压电层14的材料，例如，能够使用铌酸锂、钽酸锂、氧化锌、氮化铝、石英、或者PZT(锆钛酸铅)等。另外，压电层14优选为LiTaO₃层等钽酸锂层、或者LiNbO₃层等铌酸锂层。

在支承构件13设置有空洞部13a。更具体地，在支承基板16以及绝缘层15，连续地设置有贯通孔。在绝缘层15上设置有压电层14，使得堵住贯通孔。由此，构成了空洞部13a。另外，空洞部13a也可以仅设置于绝缘层15，还可以仅设置于支承基板16，或者，也可以设置于支承基板16以及绝缘层15这两者。本实施方式的空洞部13a由贯通孔构成。不过，空洞部13a也可以由设置于支承构件13的中空部构成。

在压电层14的第1主面14a设置有IDT电极11。在俯视下，IDT电极11的至少一部分与空洞部13a重叠。在本说明书中，所谓俯视，是指从相当于图2中的上方的方向观察。在图2中，例如，支承基板16以及压电层14中的压电层14侧为上方。

如图1所示，IDT电极11具有第1汇流条26以及第2汇流条27、和多个第1电极指28以及多个第2电极指29。IDT电极11具有作为电极间的间隙的、多个第1间隙G1以及多个第2间隙G2。第1汇流条26和第2汇流条27相互对置。多个第1电极指28的一端分别与第1汇流条26连接。多个第1电极指28的另一端分别隔着第2间隙G2与第2汇流条27对置。多个第2电极指29的一端分别与第2汇流条27连接。多个第2电极指29的另一端分别隔着第1间隙G1与第1汇流条26对置。多个第1电极指28以及多个第2电极指29相互交错对插。IDT电极11可以包含单层的金属膜，也可以包含层叠金属膜。

以下，有时将第1汇流条26以及第2汇流条27仅记载为汇流条。有时将第1电极指28以及第2电极指29仅记载为电极指。在将多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向，将相邻的电极指彼此相互对置的方向设为电极指对置方向时，在本实施方式中，电极指延伸方向和电极指对置方向正交。

第1汇流条26包含多个狭缝22。各狭缝22到达压电层14。而且，第1汇流条26包含多个条形部分24。相邻的条形部分24彼此隔着狭缝22而相互对置。在多个条形部分24中的、位于最靠第2汇流条27侧的条形部分24，连接有多个第1电极指28。多个条形部分24以及多个狭缝22在与电极指延伸方向交叉的方向上延伸。在本实施方式中，多个条形部分24以及多个狭缝22延伸的方向与电极指延伸方向正交。

同样地，第2汇流条27包含多个条形部分25以及多个狭缝23。在多个条形部分25中的、位于最靠第1汇流条26侧的条形部分25，连接有多个第2电极指29。多个条形部分25以及多个狭缝23延伸的方向与电极指延伸方向正交。另外，各汇流条中的条形部分的个数没有特别限定。各汇流条只要分别具有至少2个以上的条形部分即可。

IDT电极11具有多个激励区域C。在图1中，示出多个激励区域C中的1个。通过对IDT电极11施加交流电压，从而在多个激励区域C中激励弹性波。压电体波装置10构成为能够利用例如厚度剪切1阶模等厚度剪切模式的体波。激励区域C是在从电极对置方向观察时相邻的电极指彼此相互重叠的区域。另外，各激励区域C分别是1对电极指间的区域。更详细地，激励区域C是从一个电极指的电极对置方向上的中心到另一个电极指的电极对置方向上的中心的区域。

在压电体波装置10中，在将压电层14厚度设为d，将相邻的电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。由此，可适当地激励厚度剪切模式的体波。

图2所示的支承构件13的空洞部13a是本发明中的声反射部。通过声反射部，能够将弹性波有效地封闭在压电层14侧。另外，作为声反射部，也可以设置后述的声多层膜。

返回图1，本实施方式的特征在于，第1汇流条26以及第2汇流条27分别包含在与电极指延伸方向交叉的方向上延伸的多个狭缝。另外，第1汇流条26以及第2汇流条27只要分别包含至少1个狭缝即可。由此，能够抑制压电层14的主面处的弹性波的泄漏。更具体地，在本实施方式中，能够抑制压电层14的第1主面14a处的弹性波的泄漏。由此，能够提高压电体波装置10的Q值。以下，对其详情进行说明。

图3是示出第1实施方式中的IDT电极的第1间隙附近的、沿着电极指延伸方向的示意性剖视图。

以下，将第1间隙G1的沿着电极指延伸方向的尺寸设为间隙长度g_IB。将第1汇流条26的条形部分24的沿着电极指延伸方向的尺寸设为条形部分24的宽度w_B。将第1汇流条26的狭缝22的沿着电极指延伸方向的尺寸设为狭缝22的宽度w_S。同样地，将图2所示的第2间隙G2的间隙长度设为g_IB，将第2汇流条27的条形部分25的宽度设为w_B，将狭缝23的宽度设为w_S。

另外，在本说明书中，间隙长度g_IB是汇流条的底面与电极指的底面之间的距离。宽度w_B是条形部分的底面的宽度。宽度w_S是条形部分的底面彼此之间的距离。所谓汇流条以及电极指的底面，是压电层侧的面。

在压电体波装置10的第1汇流条26中，多个条形部分24的宽度w_B全部相同。多个狭缝22的宽度w_S全部相同。因此，在第1汇流条26中，多个条形部分24等间隔地配置。在第2汇流条27中也是同样的。另外，在第1汇流条26以及第2汇流条27各自中，多个条形部分也可以不一定等间隔地配置。

在本说明书中，相邻的条形部分彼此的间隔，是指相邻的条形部分彼此的中心间距离。所谓多个条形部分为等间隔，除了包含多个条形部分的间隔相等的情况之外，还包含多个条形部分的间隔中的最宽的间隔为多个条形部分各自的间隔的1.1倍以下的情况。例如，在5个条形部分彼此的各自的间隔为L1、L2、L3以及L4，且L1>L2>L3>L4时，设L1/L2、L1/L3以及L1/L4均为1.1以下。在该情况下，视为该5个条形部分等间隔地配置。

在具有第1实施方式的结构的压电体波装置10与比较例中，对Q值以及相位特性进行了比较。比较例与第1实施方式的不同点在于，各汇流条不包含狭缝。另外，在该比较涉及的第1实施方式的压电体波装置10中，设为w_S＝5/4×g_IB。在第1实施方式的压电体波装置10以及比较例中，分别进行FEM(Finite Element Method，有限元法)仿真，导出了频率和Q值以及相位的关系。

图4是示出第1实施方式以及比较例中的频率和Q值的关系的图。图5是示出第1实施方式以及比较例中的相位特性的图。

如图4所示，可知在第1实施方式中，与比较例相比，Q值高。在第1实施方式中，特别是在5200MHz～5500MHz附近，Q值高。进而，如图5所示，可知在第1实施方式中，与比较例相比，在频率高的区域中改善了相位特性。

在比较例中Q值变低以及在相位特性中观察到一些劣化是由于在压电层的主面处弹性波泄漏。相对于此，在第1实施方式中，能够提高Q值，相位特性也良好。即，在第1实施方式中，能够抑制压电层的主面处的弹性波的泄漏。

如图1所示，在第1实施方式中，第1汇流条26包含狭缝22，第2汇流条27包含狭缝23。因此，纵使弹性波从激励区域C向电极指延伸方向传播，也在第1汇流条26以及第2汇流条27各自中产生弹性波的布拉格反射。由此，能够抑制压电层14的主面处的弹性波的泄漏，能够将弹性波有效地封闭在激励区域C侧。

优选的是，第1汇流条26的多个狭缝22中的至少2个狭缝22的宽度w S相同，多个条形部分24中的至少3个条形部分24等间隔地配置。更优选的是，全部的条形部分24等间隔地配置。在第2汇流条27中也是同样的。由此，能够更可靠地产生弹性波的布拉格反射，能够更可靠地抑制压电层14的主面处的弹性波的泄漏。

进而，在第1实施方式中，在使狭缝的宽度w_S与间隙长度g_IB之比w_S/g_IB不同的各个情况下，进行FEM仿真，并求出了反谐振频率的阻抗Rp。更具体地，导出了w_S/g_IB和阻抗Rp的关系。阻抗Rp越大，压电层14的主面处的弹性波的泄漏越得到抑制。

图6是示出w_S/g_IB和反谐振频率的阻抗Rp的关系的图。

如图6所示，若使w_S/g_IB变化，则阻抗Rp周期性地变动。因此，阻抗Rp能够表示为w_S/g_IB或w_S的周期函数。例如，在w_S/g_IB成为1/4的奇数倍附近的情况下，阻抗Rp变大。更具体地，在w_S/g_IB的值是以1/4的奇数倍为中央的、±1/8的范围内的值的情况下，阻抗Rp尤其大。鉴于此，在将n设为任意的自然数时，在第1汇流条26以及第1间隙G1中，优选w_S在{(1/4)×(2n-1)±(1/8)}×g_IB的范围内。由此，能够更可靠地产生在压电层14的主面传播的弹性波的布拉格反射，能够更可靠地抑制该主面处的弹性波的泄漏。

同样地，在将m设为任意的自然数时，在第2汇流条27以及第2间隙G2中，优选w_S在{(1/4)×(2m-1)±(1/8)}×g_IB的范围内。由此，能够更可靠地抑制压电层14的主面处的弹性波的泄漏。

在第1实施方式中，压电层14中的、设置有第1汇流条26的部分和第1间隙G1所位于的部分的厚度相同。压电层14中的、设置有第2汇流条27的部分和第2间隙G2所位于的部分的厚度相同。不过，压电层14中的、设置有第1汇流条26的部分和第1间隙G1所位于的部分的厚度也可以相互不同。压电层14中的、设置有第2汇流条27的部分和第2间隙G2所位于的部分的厚度也可以相互不同。在该情况下，也能够通过第1汇流条26以及第2汇流条27分别包含狭缝从而抑制压电层14的表面处的弹性波的泄漏。

另外，如图2所示，在第1实施方式中，在压电层14的第1主面14a设置有电介质膜17，使得覆盖IDT电极11。由此，IDT电极11不易破损。作为电介质膜17的材料，例如，能够使用氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅等。在第1实施方式中，电介质膜17的厚度比IDT电极11的厚度薄。因此，电介质膜17的厚度比第1汇流条26以及第2汇流条27中的各条形部分的厚度薄。另外，也可以不设置电介质膜17。

IDT电极11设置在压电层14的第1主面14a。不过，IDT电极11也可以设置在压电层14的第2主面14b。在该情况下，能够抑制压电层14的第2主面14b处的弹性波的泄漏。

如图1所示，在第1实施方式中，第1汇流条26以及第2汇流条27的各条形部分的俯视下的形状为直线状。各条形部分以及各狭缝延伸的方向与电极指延伸方向正交。不过，第1汇流条26以及第2汇流条27的结构不限定于上述。以下，示出仅第1汇流条以及第2汇流条的结构与第1实施方式不同的、第1实施方式的第1变形例以及第2变形例。在第1变形例以及第2变形例中，也与第1实施方式同样地，能够抑制压电层的主面处的弹性波的泄漏。

在图7所示的第1变形例中，第1汇流条26A的多个条形部分24A以及多个狭缝22A延伸的方向与电极指延伸方向交叉，且不正交。另外，多个条形部分24A的俯视下的形状为直线状。虽然未图示，但本变形例中的第2汇流条也与第1汇流条26A同样地构成。

在图8所示的第2变形例中，第1汇流条26B的多个条形部分24B的俯视下的形状为曲线状。因此，多个狭缝22B的俯视下的形状也为曲线状。虽然未图示，但本变形例中的第2汇流条也与第1汇流条26B同样地构成。

以下，利用各汇流条不包含狭缝的例子对厚度剪切模式的详情进行说明。压电体波装置是弹性波装置的1种。以下，有时将压电体波装置记载为弹性波装置。另外，以下的例子中的电极相当于上述电极指。以下的例子中的支承构件相当于上述支承基板。

图9的(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的外观的简图式立体图，图9的(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图，图10是图9的(a)中的沿着A-A线的部分的剖视图。

弹性波装置1具有包含LiNbO₃的压电层2。压电层2也可以是包含LiTaO₃的压电层。LiNbO₃、LiTaO₃的切割角为Z切割，但也可以为旋转Y切割、X切割。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模式，优选为40nm以上且1000nm以下，更优选为50nm以上且1000nm以下。压电层2具有相互对置的第1主面2a、第2主面2b。在第1主面2a上设置有电极3以及电极4。在此，电极3是“第1电极”的一个例子，电极4是“第2电极”的一个例子。在图9的(a)以及图9的(b)中，多个电极3是与第1汇流条5连接的多个第1电极指。多个电极4是与第2汇流条6连接的多个第2电极指。多个电极3和多个电极4相互交错对插。电极3以及电极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3和相邻的电极4对置。电极3、4的长度方向、以及与电极3、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，也可以说，电极3和相邻的电极4在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置。此外，电极3、4的长度方向也可以替换为图9的(a)以及图9的(b)所示的与电极3、4的长度方向正交的方向。即，在图9的(a)以及图9的(b)中，也可以使电极3、4在第1汇流条5以及第2汇流条6延伸的方向上延伸。在该情况下，第1汇流条5以及第2汇流条6在图9的(a)以及图9的(b)中变得在电极3、4延伸的方向上延伸。而且，连接于一个电位的电极3和连接于另一个电位的电极4相邻的1对构造在与上述电极3、4的长度方向正交的方向上设置有多对。在此，所谓电极3和电极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与电极4之间，不配置包括其他的电极3、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3、4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，电极3、4的宽度、即电极3、4的对置方向的尺寸优选为50nm以上且1000nm以下的范围，更优选为150nm以上且1000nm以下的范围。另外，所谓电极3、4间的中心间距离，成为将与电极3的长度方向正交的方向上的电极3的尺寸(宽度尺寸)的中心、和与电极4的长度方向正交的方向上的电极4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结的距离。

此外，在弹性波装置1中，使用了Z切割的压电层，因此与电极3、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而使用了其他的切割角的压电体的情况下，不限于此。在此，所谓“正交”，并非仪限定于严格地正交的情况，也可以为大致正交(与电极3、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°的范围内)。

在压电层2的第2主面2b侧，隔着绝缘层7层叠有支承构件8。绝缘层7以及支承构件8具有框状的形状，如图10所示，具有贯通孔7a、8a。由此，形成有空洞部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，上述支承构件8在与设置有至少1对电极3、4的部分不重叠的位置，隔着绝缘层7层叠于第2主面2b。另外，也可以不设置绝缘层7。因此，支承构件8能够直接或者间接地层叠于压电层2的第2主面2b。

绝缘层7包含氧化硅。不过，除了氧化硅之外，还能够使用氮氧化硅、矾土等适当的绝缘性材料。支承构件8包含Si。Si的压电层2侧的面中的面方位可以为(100)、(110)，也可以为(111)。构成支承构件8的Si是电阻率为4kΩcm以上的高电阻为宜。不过，关于支承构件8，也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料来构成。

作为支承构件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3、4以及第1汇流条5、第2汇流条6包含Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在本实施方式中，电极3、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3与多个电极4之间施加交流电压。更具体地，在第1汇流条5与第2汇流条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3、4中的任意相邻的电极3、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模式的体波，能够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。

在弹性波装置1中，由于具备上述结构，因此即使要实现小型化而减少了电极3、4的对数，也不易产生Q值的下降。这是因为，即使减少两侧的反射器中的电极指的根数，传播损耗也少。此外，能够减少上述电极指的根数是由于利用了厚度剪切模式的体波。参照图11的(a)以及图11的(b)对在弹性波装置中利用的兰姆波和上述厚度剪切模式的体波的差异进行说明。

图11的(a)是用于说明在日本公开专利公报JP特开2012-257019号公报记载的那样的弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性主视剖视图。在此，波在压电膜201中如箭头所示那样传播。在此，在压电膜201中，第1主面201a和第2主面201b对置，将第1主面201a和第2主面201b连结的厚度方向是Z方向。X方向是IDT电极的电极指排列的方向。如图11的(a)所示，关于兰姆波，波如图示那样在X方向上不断传播。由于是板波，因此虽然压电膜201作为整体进行振动，但波在X方向上传播，因此在两侧配置反射器，从而得到了谐振特性。因此，产生波的传播损耗，在实现了小型化的情况下，即，在减少了电极指的对数的情况下，Q值下降。

相对于此，如图11的(b)所示，在弹性波装置1中，振动位移是厚度剪切方向，因此波大致在将压电层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方向分量比Z方向分量明显小。而且，通过该Z方向的波的传播可得到谐振特性，因此即使减少反射器的电极指的根数，也不易产生传播损耗。进而，即使要推进小型化而减少了包含电极3、4的电极对的对数，也不易产生Q值的下降。

另外，如图12所示，厚度剪切模式的体波的振幅方向在压电层2的激励区域C包含的第1区域451和激励区域C包含的第2区域452中变得相反。在图12中，示意性地示出了在电极3与电极4之间施加了电极4成为比电极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之中的、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之中的、虚拟平面VP1和第2主面2b之间的区域。

如上所述，在弹性波装置1中，配置有包含电极3和电极4的至少1对电极，但并非使波在X方向上传播，因此包含该电极3、4的电极对的对数无需有多对。即，只要设置有至少1对电极即可。

例如，上述电极3是与信号电位连接的电极，电极4是与接地电位连接的电极。不过，也可以是，电极3与接地电位连接，电极4与信号电位连接。在本实施方式中，如上所述，至少1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13是示出图10所示的弹性波装置的谐振特性的图。另外，得到了该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，厚度＝400nm。

在与电极3和电极4的长度方向正交的方向上观察时，电极3和电极4重叠的区域、即激励区域C的长度＝40μm，包含电极3、4的电极的对数＝21对，电极间中心距离＝3μm，电极3、4的宽度＝500nm，d/p＝0.133。

绝缘层7：厚度为1μm的氧化硅膜。

支承构件8：Si。

另外，所谓激励区域C的长度，是激励区域C的沿着电极3、4的长度方向的尺寸。

在本实施方式中，包含电极3、4的电极对的电极间距离在多对中全部设为相等。即，等间距地配置了电极3和电极4。

根据图13可以明确，尽管不具有反射器，也得到了相对带宽为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3和电极4的电极的中心间距离设为p的情况下，如前所述，在本实施方式中，d/p为0.5以下，更优选为0.24以下。参照图14对此进行说明。

与得到了图13所示的谐振特性的弹性波装置同样地，不过使d/p变化，得到了多个弹性波装置。图14是示出该d/p和作为弹性波装置的谐振器的相对带宽的关系的图。

根据图14可以明确，若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/p≤0.5的情况下，如果在该范围内使d/p变化，则能够将相对带宽设为5％以上，即，能够构成具有高耦合系数的谐振器。此外，在d/p为0.24以下的情况下，能够将相对带宽提高到7％以上。除此之外，如果在该范围内调整d/p，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模式的体波的、具有高耦合系数的谐振器。

图15是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。在弹性波装置31中，在压电层2的第1主面2a上，设置有具有电极3和电极4的1对电极。另外，图15中的K成为交叉宽度。如前所述，在本发明的弹性波装置中，电极的对数也可以为1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模式的体波。

在弹性波装置1中，优选的是，在多个电极3、4中，任意相邻的电极3、4相对于上述相邻的电极3、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16以及图17对此进行说明。图16是示出上述弹性波装置1的谐振特性的一个例子的参考图。箭头B所示的杂散出现在谐振频率与反谐振频率之间。另外，设d/p＝0.08，并且设LiNbO₃的欧拉角(0°，0°，90°)。此外，设上述金属化比MR＝0.35。

参照图9的(b)对金属化比MR进行说明。在图9的(b)的电极构造中，在着眼于1对电极3、4的情况下，设仅设置这1对电极3、4。在该情况下，单点划线所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3、4的长度方向正交的方向即对置方向上观察电极3和电极4时电极3中的与电极4相互重叠的区域、电极4中的与电极3相互重叠的区域、以及电极3与电极4之间的区域中的电极3和电极4相互重叠的区域。而且，激励区域C内的电极3、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，在设置有多对电极的情况下，只要将全部激励区域包含的金属化部分相对于激励区域的面积的合计的比例设为MR即可。

图17是示出按照本实施方式构成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以180度进行了标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的图。另外，关于相对带宽，对压电层的膜厚、电极的尺寸进行了种种变更和调整。此外，图17是使用了包含Z切割的LiNbO₃的压电层的情况下的结果，但在使用了其他的切割角的压电层的情况下也成为同样的倾向。

在图17中的椭圆J所包围的区域中，杂散变大至1.0。根据图17可以明确，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，如图16所示的谐振特性那样，箭头B所示的大的杂散出现在频带内。因此，相对带宽优选为17％以下。在该情况下，通过调整压电层2的膜厚、电极3、4的尺寸等，从而能够减小杂散。

图18是示出d/2p、金属化比MR和相对带宽的关系的图。在上述弹性波装置中，构成了d/2p和MR不同的各种各样的弹性波装置，并测定了相对带宽。图18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。该附上影线的区域和未附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，容易将相对带宽设为17％以下。更优选的是图18中的单点划线D1所示的MR＝3.5(d/2p)+0.05的右侧的区域。即，只要MR≤1.75(d/p)+0.05，就能够可靠地将相对带宽设为17％以下。

图19是示出使d/p无限接近于0的情况下的相对带宽相对于LiNbO₃的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。图19的附上影线而示出的部分是至少可得到5％以上的相对带宽的区域，若对该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，能够使相对带宽充分宽，是优选的。压电层2为钽酸锂层的情况也是同样的。

图20是具有声多层膜的弹性波装置的主视剖视图。

在弹性波装置41中，在压电层2的第2主面2b层叠有声多层膜42。声多层膜42具有声阻抗相对低的低声阻抗层42a、42c、42e和声阻抗相对高的高声阻抗层42b、42d的层叠构造。在使用了声多层膜42的情况下，即便不使用弹性波装置1中的空洞部9，也能够将厚度剪切模式的体波封闭在压电层2内。在弹性波装置41中，也能够通过将上述d/p设为0.5以下从而得到基于厚度剪切模式的体波的谐振特性。另外，在声多层膜42中，其低声阻抗层42a、42c、42e以及高声阻抗层42b、42d的层叠数没有特别限定。与低声阻抗层42a、42c、42e相比，只要至少1层的高声阻抗层42b、42d配置在远离压电层2的一侧即可。

上述低声阻抗层42a、42c、42e以及高声阻抗层42b、42d只要满足上述声阻抗的关系，就能够由适当的材料构成。例如，作为低声阻抗层42a、42c、42e的材料，能够列举氧化硅或者氮氧化硅等。此外，作为高声阻抗层42b、42d的材料，能够列举矾土、氮化硅或者金属等。

在第1实施方式以及各变形例的压电体波装置中，例如，也可以在支承基板与压电层之间设置图20所示的声多层膜42。在该情况下，只要在声多层膜42中，交替地层叠低声阻抗层和高声阻抗层即可。

在利用厚度剪切模式的体波的第1实施方式以及各变形例的压电体波装置中，如上所述，d/p优选为0.5以下，更优选为0.24以下。由此，能够得到更加良好的谐振特性。进而，在利用厚度剪切模式的体波的第1实施方式以及各变形例的压电体波装置中，如上所述，优选满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够更可靠地抑制杂散。

利用厚度剪切模式的体波的第1实施方式以及各变形例的压电体波装置中的压电层优选为铌酸锂层或者钽酸锂层。而且，优选构成该压电层的铌酸锂或者钽酸锂的欧拉角(θ，ψ)处于上述的式(1)、式(2)或者式(3)的范围。在该情况下，能够使相对带宽充分宽。

附图标记说明

1…弹性波装置；

2…压电层；

2a、2b…第1、第2主面；

3、4…电极；

5、6…第1、第2汇流条；

7…绝缘层；

7a…贯通孔；

8…支承构件；

8a…贯通孔；

9…空洞部；

10…压电体波装置；

11…IDT电极；

12…压电性基板；

13…支承构件；

13a…空洞部；

14…压电层；

14a、14b…第1、第2主面；

15…绝缘层；

16…支承基板；

17…电介质膜；

22、22A、22B、23…狭缝；

24、24A、24B、25…条形部分；

26、26A、26B…第1汇流条；

27…第2汇流条；

28、29…第1、第2电极指；

31、41…弹性波装置；

42…声多层膜；

42a、42C、42e…低声阻抗层；

42b、42d…高声阻抗层；

201…压电膜；

201a、201b…第1、第2主面；

451、452…第1、第2区域；

C…激励区域；

G1、G2…第1、第2间隙；

VP1…虚拟平面。

Claims (11)

1.一种压电体波装置，具备：

支承构件，包含支承基板；

压电层，设置在所述支承构件上，具有相互对置的第1主面和第2主面；和

IDT电极，设置在所述压电层的第1主面或者第2主面，具有相互对置的1对汇流条以及多个电极指，

在所述支承构件设置有声反射部，在俯视下，所述声反射部与所述IDT电极的至少一部分重叠，

在将所述压电层的厚度设为d，将相邻的所述电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，

所述1对汇流条分别包含在与所述电极指延伸的方向交叉的方向上延伸的至少1个狭缝。

2.根据权利要求1所述的压电体波装置，其中，

所述1对汇流条分别包含多个所述狭缝。

3.根据权利要求2所述的压电体波装置，其中，

所述1对汇流条分别包含隔着所述狭缝而相互对置的多个条形部分，

所述多个狭缝中的至少2个狭缝是相同的宽度，所述多个条形部分中的至少3个条形部分等间隔地配置。

4.根据权利要求3所述的压电体波装置，其中，

所述1对汇流条是第1汇流条以及第2汇流条，所述多个电极指具有多个第1电极指以及多个第2电极指，所述多个第2电极指的一端分别与所述第2汇流条连接，所述多个第2电极指的另一端分别隔着第1间隙与所述第1汇流条对置，所述多个第1电极指的一端分别与所述第1汇流条连接，所述多个第1电极指的另一端分别隔着第2间隙与所述第2汇流条对置，所述多个第1电极指以及所述多个第2电极指相互交错对插，

在将所述多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向，将所述第1间隙以及所述第2间隙的沿着所述电极指延伸方向的尺寸设为g_IB，将所述第1汇流条以及所述第2汇流条的狭缝的宽度设为w_S，将n设为任意的自然数时，在所述第1汇流条以及所述第1间隙中，所述w_S在{(1/4)×(2n-1)±(1/8)}×g_IB的范围内。

5.根据权利要求4所述的压电体波装置，其中，

在将m设为任意的自然数时，在所述第2汇流条以及所述第2间隙中，所述w_S在{(1/4)×(2m-1)±(1/8)}×g_IB的范围内。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的压电体波装置，其中，

所述声反射部为空洞部。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的压电体波装置，其中，

所述声反射部为声多层膜，

所述声多层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，

所述高声阻抗层和所述低声阻抗层交替地层叠。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的压电体波装置，其中，

d/p为0.24以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的压电体波装置，其中，

在从相邻的所述电极指对置的方向观察时，所述相邻的电极指彼此相互重叠的区域为激励区域，在将所述至少1对电极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。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的压电体波装置，其中，

所述压电层为钽酸锂层或者铌酸锂层。

11.根据权利要求10所述的压电体波装置，其中，

作为所述压电层的所述铌酸锂层或者所述钽酸锂层的欧拉角 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)。