JP2018088601A - Acoustic wave element and acoustic wave device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を用いた弾性波素子に関す
る。
The present invention relates to an acoustic wave device using a surface acoustic wave (SAW).
弾性波素子として、圧電基板の主面上に設けられたＩＤＴ（InterDigital Transducer
）電極を有するものが知られている。このような弾性波素子は、例えば、分波器の送信フィルタ、受信フィルタなどに利用されている。
As an acoustic wave element, an IDT (InterDigital Transducer) provided on the main surface of the piezoelectric substrate.
) One having an electrode is known. Such an acoustic wave element is used for, for example, a transmission filter and a reception filter of a duplexer.
ＩＤＴ電極は、例えば、対向する一対のバスバーと、それぞれのバスバーから他方のバスバー側へ交互に延出された複数の電極指と、この電極指の延伸方向に他方のバスバーから延出したダミー電極と、を備えている。 The IDT electrode includes, for example, a pair of opposing bus bars, a plurality of electrode fingers alternately extending from each bus bar to the other bus bar, and a dummy electrode extending from the other bus bar in the extending direction of the electrode fingers. And.
高周波向けの弾性波素子としては、例えばリーキー波を利用した素子が使用されている。このリーキー波を利用した弾性波素子は、励振した弾性波が圧電基板に漏洩してしまうという性質を持っているため、損失を低減することが難しかった。 For example, an element using a leaky wave is used as a high-frequency acoustic wave element. Since the elastic wave element using the leaky wave has the property that the excited elastic wave leaks to the piezoelectric substrate, it is difficult to reduce the loss.
これに対し、例えば特許文献１〜４に示されているように、一般的なＡｌ電極によりも密度の高い電極材料を利用して、ラブ波を励振させる弾性波素子が提案されている。特許文献１〜４によれば、電極指を構成する金属膜の材料と膜厚とを調整することで損失の少ない弾性波素子を提供する例が開示されている。 On the other hand, as disclosed in Patent Documents 1 to 4, for example, an elastic wave element that excites a Love wave using an electrode material having a higher density than a general Al electrode has been proposed. According to Patent Documents 1 to 4, examples are disclosed in which an elastic wave element with less loss is provided by adjusting the material and film thickness of a metal film constituting an electrode finger.
このようなＩＤＴ電極を用いる弾性波素子において、さらなる低損失化が求められている。 In such an acoustic wave device using an IDT electrode, further reduction in loss is required.
本発明は、かかる事情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、損失（ロス）の少ない弾性波素子を提供することにある。 The present invention has been devised in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an acoustic wave element with low loss.
本発明の一態様としての弾性波素子は、リチウムタンタル酸結晶からなる圧電基板と、前記圧電基板の上面に配置されたＩＤＴ電極と、を備える。そして、前記ＩＤＴ電極の前記電極指の周期で規格化した平均の規格化厚みであるｔ２は、構成する材料の平均のヤング率をＥ（ＧＰａ）、平均の密度をρ（ｇ／ｃｃ）とすると、以下の関係を満たす。 An acoustic wave device as one aspect of the present invention includes a piezoelectric substrate made of lithium tantalate crystal and an IDT electrode disposed on the upper surface of the piezoelectric substrate. And t2, which is the average normalized thickness normalized by the cycle of the electrode fingers of the IDT electrode, is E (GPa) as the average Young's modulus of the constituent material, and ρ (g / cc) as the average density. Then, the following relationship is satisfied.
１１．０８×Ｅ０．３／ρ０．７０７−１≦ｔ２≦１１．０８×Ｅ０．３／ρ０．７０７＋１ 11.08 × E 0.3 / ρ 0.707 −1 ≦ t2 ≦ 11.08 × E 0.3 / ρ 0.707 +1
上記の構成からなる弾性波素子は、損失の少ないものとなる。 The acoustic wave device having the above configuration has a small loss.
以下、本発明の実施形態に係る弾性波素子（以下、ＳＡＷ素子という）について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。 Hereinafter, an acoustic wave device (hereinafter referred to as a SAW device) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description are schematic, and the dimensional ratios and the like on the drawings do not necessarily match the actual ones.
また、変形例等において、既に説明された実施形態と共通または類似する構成について、既に説明された実施形態と共通の符号を用い、また、図示や説明を省略することがある。 Moreover, in a modification etc., about the structure which is common or similar to already demonstrated embodiment, the code | symbol common to already described embodiment may be used, and illustration and description may be abbreviate | omitted.
＜実施形態＞
（ＳＡＷ素子の構成）
（基本構成）
図１は、本発明の実施形態に係るＳＡＷ素子１の基本構成を示す平面図である。図２は、図１のII−II線における要部断面図である。ＳＡＷ素子１は、弾性波としてＳＡＷを利用し、図１に示すように、圧電基板２、圧電基板２の上面２Ａに設けられた励振電極３（以下、ＩＤＴ電極３と記載する）を有している。ＩＤＴ電極３は、互いに対向する２本のバスバー３１と、各バスバー３１から他のバスバー３１側へ延びる複数の電極指３２と、それぞれの電極指３２に対向するダミー電極３３を有している。
<Embodiment>
(Configuration of SAW element)
(Basic configuration)
FIG. 1 is a plan view showing a basic configuration of a SAW element 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part taken along line II-II in FIG. The SAW element 1 uses SAW as an elastic wave and has a piezoelectric substrate 2 and an excitation electrode 3 (hereinafter referred to as an IDT electrode 3) provided on the upper surface 2A of the piezoelectric substrate 2 as shown in FIG. ing. The IDT electrode 3 has two bus bars 31 facing each other, a plurality of electrode fingers 32 extending from each bus bar 31 toward the other bus bar 31, and a dummy electrode 33 facing each electrode finger 32.
ここで、本実施形態では、ＩＤＴ電極３を構成する材料と厚みとを後述の構成とすることにより、損失の少ないＳＡＷ素子１を提供することができる。以下、各構成について詳述する。 Here, in the present embodiment, the SAW element 1 with less loss can be provided by configuring the material and thickness of the IDT electrode 3 as described later. Hereinafter, each configuration will be described in detail.
圧電基板２は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３：ＬＴ）結晶からなる圧電性を有す
る単結晶の基板によって構成されている。カット角は適宜なものとされてよい。例えば、タンタル酸リチウムであれば、４２°±１０°Ｙ−Ｘカット，０°±１０°Ｙ−Ｘカットなどである。
The piezoelectric substrate 2 is configured by a single crystal substrate having piezoelectricity made of a lithium tantalate (LiTaO 3 : LT) crystal. The cut angle may be appropriate. For example, in the case of lithium tantalate, they are 42 ° ± 10 ° Y-X cut, 0 ° ± 10 ° Y-X cut, and the like.
なお、以下では、主として圧電基板２がタンタル酸リチウムからなる３８°以上４８°以下Ｙ−Ｘカットである態様を例にとって説明するものとする。特に断りがない限り、後述するシミュレーション結果等は、タンタル酸リチウムからなる３８°以上４８°以下Ｙ−Ｘカットのものである。 In the following description, an example in which the piezoelectric substrate 2 is YX cut of 38 ° to 48 ° mainly made of lithium tantalate will be described. Unless otherwise specified, simulation results and the like described later are YX cuts of 38 ° to 48 ° made of lithium tantalate.
圧電基板２の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板２の厚み（ｚ方向）は、平面方向全体に亘って一定であり、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下を例示できる。 The planar shape and various dimensions of the piezoelectric substrate 2 may be set as appropriate. As an example, the thickness (z direction) of the piezoelectric substrate 2 is constant over the entire plane direction, and can be exemplified by 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.
圧電基板２の上面２ＡにはＩＤＴ電極３が配置されている。ＩＤＴ電極３は、図１に示すように、第１櫛歯電極３０ａおよび第２櫛歯電極３０ｂを有している。なお、以下の説明では、第１櫛歯電極３０ａおよび第２櫛歯電極３０ｂを単に櫛歯電極３０といい、これらを区別しないことがある。 An IDT electrode 3 is disposed on the upper surface 2 </ b> A of the piezoelectric substrate 2. As shown in FIG. 1, the IDT electrode 3 includes a first comb electrode 30a and a second comb electrode 30b. In the following description, the first comb-teeth electrode 30a and the second comb-teeth electrode 30b are simply referred to as the comb-teeth electrode 30 and may not be distinguished from each other.
櫛歯電極３０は、図１に示すように、互いに対向する２本のバスバー３１（第１バスバー３１ａ，第２バスバー３１ｂ）と、各バスバー３１から他のバスバー３１側へ延びる複数の電極指３２とを有している。そして、１対の櫛歯電極３０は、第１電極指３２ａと第２電極指３２ｂとが、弾性波の伝搬方向に互いに噛み合うように（交差するように）配置されている。第１電極指３２ａは第１バスバー３１ａに電気的に接続されており、第２電極指３２ｂは第２バスバー３１ｂに電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, the comb electrode 30 includes two bus bars 31 (first bus bar 31a and second bus bar 31b) facing each other, and a plurality of electrode fingers 32 extending from each bus bar 31 to the other bus bar 31 side. And have. The pair of comb-shaped electrodes 30 are arranged so that the first electrode fingers 32a and the second electrode fingers 32b mesh with each other in the elastic wave propagation direction. The first electrode finger 32a is electrically connected to the first bus bar 31a, and the second electrode finger 32b is electrically connected to the second bus bar 31b.
ここで、第１バスバー３１ａと第２バスバー３１ｂとは異なる電位に接続されている。 Here, the first bus bar 31a and the second bus bar 31b are connected to different potentials.
また、櫛歯電極３０は、それぞれの電極指３２に対向するダミー電極３３を有している。第１ダミー電極３３ａは、第１バスバー３１ａから第２電極指３２ｂに向かって延びている。第２ダミー電極３３ｂは、第２バスバー３１ｂから第１電極指３２ａに向かって延びている。 In addition, the comb electrode 30 has a dummy electrode 33 facing each electrode finger 32. The first dummy electrode 33a extends from the first bus bar 31a toward the second electrode finger 32b. The second dummy electrode 33b extends from the second bus bar 31b toward the first electrode finger 32a.
バスバー３１は、例えば概ね一定の幅で直線状に延びる長尺状に形成されている。従って、バスバー３１の互いに対向する側の縁部は直線状である。複数の電極指３２は、例えば、概ね一定の幅で直線状に延びる長尺状に形成されており、弾性波の伝搬方向に概ね一定の間隔で配列されている。 The bus bar 31 is formed in a long shape extending linearly with a substantially constant width, for example. Accordingly, the edges of the bus bars 31 facing each other are linear. For example, the plurality of electrode fingers 32 are formed in an elongated shape extending in a straight line with a substantially constant width, and are arranged at substantially constant intervals in the propagation direction of the elastic wave.
これ以降、第１バスバー３１ａおよび第２バスバー３１ｂを単にバスバー３１といい、第１と第２とを区別しないことがある。同様に、第１電極指３２ａおよび第２電極指３２ｂを単に電極指３２といい、第１ダミー電極３３ａおよび第２ダミー電極３３ｂを単にダミー電極３３といい、第１と第２とを区別しないことがある。 Hereinafter, the first bus bar 31a and the second bus bar 31b are simply referred to as the bus bar 31, and the first and second may not be distinguished. Similarly, the first electrode finger 32a and the second electrode finger 32b are simply referred to as the electrode finger 32, the first dummy electrode 33a and the second dummy electrode 33b are simply referred to as the dummy electrode 33, and the first and second are not distinguished. Sometimes.
ＩＤＴ電極３を構成する一対の櫛歯電極３０の複数の電極指３２は、図面のｘ方向に繰り返し配列されるように並んでいる。より詳しくは、図２に示すように、第１電極指３２ａおよび第２電極指３２ｂは、圧電基板２の上面２Ａに間隔をあけて交互に繰り返し配置されている。 The plurality of electrode fingers 32 of the pair of comb electrodes 30 constituting the IDT electrode 3 are arranged so as to be repeatedly arranged in the x direction of the drawing. More specifically, as shown in FIG. 2, the first electrode fingers 32a and the second electrode fingers 32b are alternately and repeatedly arranged on the upper surface 2A of the piezoelectric substrate 2 with an interval.
このように、ＩＤＴ電極３を構成する一対の櫛歯電極３０の複数の電極指３２は、ピッチＰｔ１となるように設定されている。ピッチＰｔ１は、複数の電極指３２の中心間の間隔（繰り返し間隔）であり、例えば共振させたい周波数での弾性波の波長λに応じて調整
する。
In this way, the plurality of electrode fingers 32 of the pair of comb electrodes 30 constituting the IDT electrode 3 are set to have a pitch Pt1. The pitch Pt1 is an interval (repetition interval) between the centers of the plurality of electrode fingers 32, and is adjusted according to, for example, the wavelength λ of the elastic wave at the frequency to be resonated.
ここでピッチＰｔ１は、図２に示すように、弾性波の伝搬方向において、第１電極指３２ａの中心から当該第１電極指３２ａに隣接する第２電極指３２ｂの中心までの間隔を指すものである。 Here, as shown in FIG. 2, the pitch Pt1 indicates a distance from the center of the first electrode finger 32a to the center of the second electrode finger 32b adjacent to the first electrode finger 32a in the propagation direction of the elastic wave. It is.
この複数の電極指３２に直交する方向に伝搬する弾性波が発生する。従って、圧電基板２の結晶方位を考慮した上で、２本のバスバー３１は、弾性波を伝搬させたい方向に交差する方向において互いに間隔を開けて対向するように配置される。複数の電極指３２は、弾性波を伝搬させたい方向に対して直交する方向に延びるように形成される。 Elastic waves that propagate in a direction orthogonal to the plurality of electrode fingers 32 are generated. Accordingly, in consideration of the crystal orientation of the piezoelectric substrate 2, the two bus bars 31 are arranged so as to face each other with a gap in the direction intersecting the direction in which the elastic wave is desired to propagate. The plurality of electrode fingers 32 are formed to extend in a direction orthogonal to the direction in which the elastic wave is desired to propagate.
ＩＤＴ電極３は、電圧が印加されると、圧電基板２の上面２Ａ付近においてｘ方向に伝搬する弾性波を励起する。励起された弾性波は、電極指３２の非配置領域（隣接する電極指３２間の長尺状の領域）との境界において反射して定在波が形成される。定在波は、当該定在波と同一周波数の電気信号に変換され、電極指３２によって取り出される。このようにして、ＳＡＷ素子１は、１ポートの共振子として機能する。 When a voltage is applied, the IDT electrode 3 excites an elastic wave propagating in the x direction in the vicinity of the upper surface 2A of the piezoelectric substrate 2. The excited elastic wave is reflected at the boundary with the non-arranged region of the electrode fingers 32 (the long region between the adjacent electrode fingers 32) to form a standing wave. The standing wave is converted into an electric signal having the same frequency as that of the standing wave, and is taken out by the electrode finger 32. In this way, the SAW element 1 functions as a 1-port resonator.
反射器４は、弾性波の伝搬方向においてＩＤＴ電極３を挟むように配置されている。反射器４は、概ね格子状に形成されている。すなわち、反射器４は、弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する反射器バスバー４１と、これらバスバー４１間において弾性波の伝搬方向に直交する方向に延びる複数の反射電極指４２とを有している。反射器バスバー４１は、例えば概ね一定の幅で直線状に延びる長尺状に形成されており、弾性波の伝搬方向に平行に配置されている。 The reflector 4 is disposed so as to sandwich the IDT electrode 3 in the propagation direction of the elastic wave. The reflector 4 is generally formed in a lattice shape. That is, the reflector 4 includes reflector bus bars 41 facing each other in a direction intersecting the propagation direction of the elastic wave, and a plurality of reflective electrode fingers 42 extending between the bus bars 41 in a direction orthogonal to the propagation direction of the elastic wave. Have. The reflector bus bar 41 is formed, for example, in an elongated shape extending in a straight line with a substantially constant width, and is disposed in parallel with the propagation direction of the elastic wave.
反射器４は、例えば、ＩＤＴ電極３と同一の材料によって形成されるとともに、ＩＤＴ電極３と同等の厚みに形成されている。 For example, the reflector 4 is made of the same material as the IDT electrode 3 and has a thickness equivalent to that of the IDT electrode 3.
（ＩＤＴ電極３）
ここで、ＩＤＴ電極３の構成について説明する。従来より、損失の少ないＳＡＷ素子としてラブ波を用いる構成が知られている。これは、ＩＤＴ電極３を密度の高い電極膜で構成することで、ＳＡＷの音速を厚み方向に放射されるバルク波の速度よりも遅くし、厚み方向へのバルク波放射を抑制することで、損失を抑制するものである。
(IDT electrode 3)
Here, the configuration of the IDT electrode 3 will be described. Conventionally, a configuration using a Love wave as a SAW element with a small loss is known. This is because the IDT electrode 3 is composed of a high-density electrode film, so that the speed of sound of the SAW is slower than the speed of the bulk wave radiated in the thickness direction, and the bulk wave radiation in the thickness direction is suppressed, Loss is suppressed.
このようなＩＤＴ電極３を構成する密度の高い電極膜として、例えば電極材料をＭｏとし、電極指の周期（すなわち、電極指３２のピッチＰｔ１×２）で規格した電極膜厚（以下、規格化厚みという）を２％〜２０％までを変更したときのＳＡＷ素子の共振特性をシミュレーションした。規格化厚み２％は、ラブ波を用いないリーキー波を用いたＳＡＷ共振子において、Ｍｏ電極の最もＳＡＷの損失の少ない厚みである。なお、シミュレーションの基本条件は以下の通りである。 As such a high-density electrode film constituting the IDT electrode 3, for example, the electrode material is Mo, and the electrode film thickness (hereinafter referred to as standardization) is standardized by the cycle of the electrode fingers (that is, the pitch Pt1 × 2 of the electrode fingers 32). The resonance characteristics of the SAW element were simulated when the thickness was changed from 2% to 20%. The normalized thickness of 2% is the thickness of the Mo electrode with the least SAW loss in the SAW resonator using a leaky wave that does not use a Love wave. The basic conditions for simulation are as follows.
＜基本条件＞
ピッチＰｔ１：１μｍ
電極指Ｄｕｔｙ比：０．５
電極指本数：無限周期
図３は、シミュレーション結果を示す線図である。横軸は周波数（単位：ＭＨｚ）、縦軸はインピーダンスの絶対値（単位：ｏｈｍ）を示している。図３に示すように、規格化厚みを厚くするにつれてバルク波放射により損失が大きくなっていくが、規格化厚みが１０％を超えると規格化厚み２％のときよりも共振、反共振ともに特性が鋭くなっており、損失が抑制されていることが確認できる。すなわち、Ｍｏ電極においては、規格化厚みを１０％以上としたときにバルク波放射による損失を抑制したＳＡＷ素子１を提供すること
ができる。このような、バルク波放射による影響が少なくなる（なくなる）規格化厚みをｔ１とする。ｔ１は反共振周波数が、電極ピッチに対応するバルク波の周波数よりも低くなる厚みである。図中においてｔ１よりも規格化厚みが厚い領域をバルク波無放射領域と示している。
<Basic conditions>
Pitch Pt1: 1 μm
Electrode finger duty ratio: 0.5
Number of electrode fingers: infinite period FIG. 3 is a diagram showing a simulation result. The horizontal axis indicates the frequency (unit: MHz), and the vertical axis indicates the absolute value of impedance (unit: ohm). As shown in FIG. 3, as the normalized thickness is increased, the loss increases due to bulk wave radiation. However, when the normalized thickness exceeds 10%, both resonance and anti-resonance characteristics are obtained compared to when the normalized thickness is 2%. It is confirmed that the loss is suppressed. That is, in the Mo electrode, it is possible to provide the SAW element 1 in which loss due to bulk wave radiation is suppressed when the normalized thickness is 10% or more. Such a normalized thickness that reduces (eliminates) the influence of bulk wave radiation is defined as t1. t1 is a thickness at which the antiresonance frequency is lower than the frequency of the bulk wave corresponding to the electrode pitch. In the figure, a region where the normalized thickness is thicker than t1 is shown as a bulk wave non-radiation region.
一方で、規格化厚みがさらに厚くなると、共振周波数より低周波数側にレイリー波の影響によりスプリアスが発生する。このスプリアスは、存在は知られているが詳細については検討されていなかった。そこで、本開示では、このスプリアスの影響を抑制し、損失の少ないＳＡＷ素子１を提供可能な構成について検討した。 On the other hand, when the normalized thickness is further increased, spurious is generated due to the influence of Rayleigh waves on the lower frequency side than the resonance frequency. This spurious is known but has not been examined in detail. Therefore, in the present disclosure, a configuration capable of suppressing the influence of the spurious and providing the SAW element 1 with less loss has been studied.
スプリアスと電極構造との関連を確認するために、ＩＤＴ電極３の電極の規格化厚みを１０％〜１４％まで０．５％刻みで変更したモデルを作成し、周波数特性をシミュレーションした。シミュレーションの基本条件は上述のモデルと同様である。 In order to confirm the relationship between the spurious and the electrode structure, a model was created by changing the normalized thickness of the IDT electrode 3 from 10% to 14% in 0.5% increments, and the frequency characteristics were simulated. The basic conditions of the simulation are the same as the above model.
図４に、上述のシミュレーション結果を表示した。なお、スプリアスと共振の関係を見やすくするため、共振周波数が同じになるように適宜周波数を調整した。図４から明らかなように、スプリアスＲ１は、規格化厚みを増加させるに従い高周波数側に移動していくことが確認された。さらに、スプリアスＲ１の振幅は、規格化厚みを増加させるに従い徐々に小さくなった後に徐々に大きくなっていく様子が確認された。 FIG. 4 shows the simulation results described above. In addition, in order to make it easy to see the relationship between spurious and resonance, the frequency was adjusted as appropriate so that the resonance frequency was the same. As is apparent from FIG. 4, it was confirmed that the spurious R1 moves to the high frequency side as the normalized thickness is increased. Further, it was confirmed that the amplitude of the spurious R1 gradually decreased after increasing as the normalized thickness was increased.
このようなスプリアスＲ１の大きさを比較するパラメーターとして、「スプリアス幅」を導入する。スプリアス幅とは、スプリアス周辺のインピーダンスの位相が８９．９９９９５°以上となる周波数幅をスプリアス周波数で除した値のことであり、スプリアス強度の指標として使用する。 “Spurious width” is introduced as a parameter for comparing the magnitude of the spurious R1. The spurious width is a value obtained by dividing a frequency width at which the impedance phase around the spurious is 89.99995 ° or more by a spurious frequency, and is used as an index of spurious intensity.
このスプリアス幅の規格化厚みに対する変動および圧電基板２のカット角に対する変動の様子をシミュレーションした結果を図５に示す。図５において、横軸は規格化厚み（単位：％）を、縦軸はスプリアス幅（単位：％）を示している。また、図５にはＬｉＴａＯ３からなる圧電基板２のカット角を４０°、４２°、４４°とした場合についてのシミュレーション結果を示した。 FIG. 5 shows the result of simulating the variation of the spurious width with respect to the normalized thickness and the variation with respect to the cut angle of the piezoelectric substrate 2. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the normalized thickness (unit:%), and the vertical axis indicates the spurious width (unit:%). FIG. 5 shows a simulation result when the cut angles of the piezoelectric substrate 2 made of LiTaO 3 are 40 °, 42 °, and 44 °.
図５からも明らかなように、ＳＡＷ素子１には、スプリアス幅を小さくすることのできる規格化厚みが存在し、かつその厚みは圧電基板２のカット角を変更しても大きく変化しないことを確認した。具体的には、電極材料としてＭｏを用いる場合には、圧電基板２のカット角に依存することなく規格化厚み１０．５％〜１３％がスプリアスＲ１の影響を抑制でき、特に１２．０〜１２．５％としたときに最もスプリアスＲ１の影響を抑制できる。なお電極の規格化厚みが１５％を超えると、スプリアスＲ１がラブ波の共振と同等の大きさになってしまうためフィルタとしての適用が困難になる。 As is clear from FIG. 5, the SAW element 1 has a standardized thickness that can reduce the spurious width, and the thickness does not change greatly even if the cut angle of the piezoelectric substrate 2 is changed. confirmed. Specifically, when Mo is used as the electrode material, the normalized thickness of 10.5% to 13% can suppress the influence of the spurious R1 without depending on the cut angle of the piezoelectric substrate 2, and in particular, 12.0 to When 12.5% is set, the influence of the spurious R1 can be suppressed most. If the normalized thickness of the electrode exceeds 15%, the spurious R1 will have the same magnitude as the Love wave resonance, making it difficult to apply as a filter.
ＩＤＴ電極３の電極材料としてＷ，Ｃｕを用いて、同様にシミュレーションを行なった結果を図６に示す。図６（ａ）は、ＩＤＴ電極３の材料としてＷを用いた場合の例を示し、図６（ｂ）は、ＩＤＴ電極３の材料としてＣｕを用いた場合の例を示している。図６（ｂ）において、圧電基板２のカット角が４２°のときと４４°のときの特性を示す線は重複している。 FIG. 6 shows the result of a similar simulation using W and Cu as the electrode material of the IDT electrode 3. FIG. 6A shows an example in which W is used as the material of the IDT electrode 3, and FIG. 6B shows an example in which Cu is used as the material of the IDT electrode 3. In FIG. 6B, the lines indicating the characteristics when the cut angle of the piezoelectric substrate 2 is 42 ° and 44 ° are overlapped.
図６に示す通り、Ｗ，Ｃｕについてもスプリアス幅を小さくすることのできるカット角に依存しない規格化厚みが存在することが確認できた。この値は、Ｍｏ同様、圧電基板２のカット角には依存しない値となっていた。具体的には、Ｃｕの場合には９．５％〜１１％であり、より好ましくは１０．５％±０．５％であった。Ｗの場合には７〜８．５％であり、より好ましくは８％±０．５％であった。 As shown in FIG. 6, it was confirmed that there is a normalized thickness that does not depend on the cut angle that can reduce the spurious width for W and Cu. This value was not dependent on the cut angle of the piezoelectric substrate 2 like Mo. Specifically, in the case of Cu, it was 9.5% to 11%, more preferably 10.5% ± 0.5%. In the case of W, it was 7 to 8.5%, more preferably 8% ± 0.5%.
なお、Ｗ，Ｃｕにおいて、スプリアスＲ１がラブ波の共振と同等の大きさになる規格化厚みは、それぞれ９．５％，１２％であった。 In W and Cu, the normalized thicknesses at which the spurious R1 is as large as the Love wave resonance were 9.5% and 12%, respectively.
上述の特性を電極材料の密度とヤング率とで規定した結果を図７に示す。図７において縦軸はＩＤＴ電極３の電極材料のヤング率（ＧＰａ）を示し、横軸は同電極材料の密度（ｇ／ｃｃ）を示し、電極の材料定数（ヤング率と密度）それぞれに応じたスプリアスＲ１のスプリアス強度が最小となる電極の規格化厚み（ｔ２，単位：％）を等高線で示したものである。 FIG. 7 shows the result of defining the above characteristics by the density and Young's modulus of the electrode material. In FIG. 7, the vertical axis represents the Young's modulus (GPa) of the electrode material of the IDT electrode 3, the horizontal axis represents the density (g / cc) of the electrode material, and the electrode material constants (Young's modulus and density) The standardized thickness (t2, unit:%) of the electrode at which the spurious strength of the spurious R1 is minimized is indicated by contour lines.
図７に示す通り、電極の材料定数により、最適な規格化厚みであるｔ２を算出することができる。このｔ２を一般式で表すと以下の通りとなる。
ｔ２＝ａ×Ｅｂ／ρｃ ・・・・式（１）
ｔ２：スプリアスＲ１が最小となる規格化厚み（単位：％）
Ｅ ：ＩＤＴ電極３の電極材料のヤング率（単位：ＧＰａ）
ρ ：ＩＤＴ電極３の電極材料の密度（単位：ｇ／ｃｃ）
ａ、ｂ、ｃ：係数 ａ＝１１．０８，ｂ＝０．３００，ｃ＝０．７０７
なお、上述の式（１）の妥当性を検証するために、図３〜図５と同様のシミュレーションを行なって得た値と式（１）で算出した値とを比較した。具体的には、ＩＤＴ電極３の電極材料としてＭｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ａｌについて、図３〜図５と同様のシミュレーションを行なった結果、ｔ２は順に１２．５％，８％，１０．５％，１８％となった。これに対して、式（１）で算出したｔ２は順に１２．２％，８．３％，９．９％，１９．７％となり、上記の式の妥当性を確認できた。
As shown in FIG. 7, the optimum normalized thickness t2 can be calculated from the material constant of the electrode. This t2 is represented by the following general formula.
t2 = a × E b / ρ c ... Formula (1)
t2: Normalized thickness that minimizes spurious R1 (unit:%)
E: Young's modulus of electrode material of IDT electrode 3 (unit: GPa)
ρ: Density of electrode material of IDT electrode 3 (unit: g / cc)
a, b, c: coefficients a = 11.08, b = 0.300, c = 0.707
In addition, in order to verify the validity of the above formula (1), the value obtained by performing the same simulation as in FIGS. 3 to 5 was compared with the value calculated by the formula (1). Specifically, simulations similar to those shown in FIGS. 3 to 5 were performed for Mo, W, Cu, and Al as electrode materials of the IDT electrode 3, and as a result, t2 was 12.5%, 8%, and 10.5% in order. , 18%. On the other hand, t2 calculated by the formula (1) was 12.2%, 8.3%, 9.9%, and 19.7% in order, and the validity of the above formula could be confirmed.
以上より、ｔ２の値は、ｔ１よりも大きい値であり、かつ式（１）の値から＋１．５％の範囲の値とすればよい。これは図５、６からも明らかなように、式（１）の値よりも小さい値の範囲では、式（１）の値から離れる従いスプリアス強度は大きくなるが、その強度は小さく、かつ強度の変化率も大きくない。以上より、ｔ１よりも大きい値であればスプリアスの影響をある程度抑制できた状態と言える。一方で、式（１）の値よりも大きい値の範囲では、式（１）の値から離れる従いスプリアス強度は大きくなり、かつ強度の変化率も大きいため、式（１）の値から＋１．５％の範囲とすることが好ましい。以上より、ｔ２の値を式（１）の値から±１．５％の範囲とすれば、レイリー波によるスプリアスＲ１の影響を抑制した、ロスの少ないＳＡＷ素子１を提供することができる。 From the above, the value of t2 is a value larger than t1, and may be a value in the range of + 1.5% from the value of equation (1). As is apparent from FIGS. 5 and 6, in the range of values smaller than the value of equation (1), the spurious intensity away from the value of equation (1) increases, but the strength is small and the strength is high. The rate of change is not great. From the above, if the value is larger than t1, it can be said that the influence of spurious can be suppressed to some extent. On the other hand, in the range of values larger than the value of equation (1), the spurious intensity away from the value of equation (1) increases, and the rate of change of the intensity is also large. A range of 5% is preferable. As described above, if the value of t2 is set within the range of ± 1.5% from the value of the expression (1), the SAW element 1 with less loss and suppressing the influence of the spurious R1 due to the Rayleigh wave can be provided.
さらに、ｔ２の値を、式（１）の値から±１％の範囲の値としてもよい。その場合には、式（１）の値よりも大きい値の範囲であってもスプリアス強度が倍増しない範囲内に収めることができる。より好ましくは、±０．５％の範囲の値とすればよい。この場合には、式（１）の値を中心とする特にスプリアス強度を抑制した領域におさめることができる。このような値とすることで、レイリー波によるスプリアスＲ１の影響を抑制した、ロスの少ないＳＡＷ素子１を提供することができる。 Further, the value of t2 may be a value within a range of ± 1% from the value of the expression (1). In that case, even if it is the range of a value larger than the value of Formula (1), it can be contained in the range where a spurious intensity | strength does not double. More preferably, the value may be in the range of ± 0.5%. In this case, it can be included in a region where the spurious intensity is suppressed, centered on the value of the expression (1). By setting such values, it is possible to provide the SAW element 1 with less loss, in which the influence of the spurious R1 due to the Rayleigh wave is suppressed.
さらに、図３からも明らかなように、電極指３２のピッチＰｔ１が同じ場合には、通常のＳＡＷ共振子に比べて、規格化厚みがｔ１よりも厚い本開示のＳＡＷ共振子１の共振周波数は低くなる。そこで、本開示のＳＡＷ共振１を用いて通常のＳＡＷ共振子と同一の共振周波数を得る場合には、ピッチＰｔ１を小さくすることとなり、その結果、ＳＡＷ共振子１の小型化を実現できる。 Further, as is clear from FIG. 3, when the pitch Pt1 of the electrode fingers 32 is the same, the resonance frequency of the SAW resonator 1 of the present disclosure having a normalized thickness larger than t1 as compared with a normal SAW resonator. Becomes lower. Thus, when the SAW resonance 1 of the present disclosure is used to obtain the same resonance frequency as that of a normal SAW resonator, the pitch Pt1 is reduced, and as a result, the SAW resonator 1 can be downsized.
なお、付言すると、本開示のＳＡＷ素子１は、スプリアスＲ１の出現周波数やスプリアス強度やその傾向および、これらのスプリアスの諸特性とＩＤＴ電極３の電極材料および厚みとの関係、圧電基板２のカット角との関係について、初めて見出し、さらに一般化し
て上述の式（１）を満たすＩＤＴ電極３を備えることを提案したものである。
In addition, the SAW element 1 according to the present disclosure includes the spurious R1 appearance frequency, the spurious strength, the tendency thereof, the relationship between the characteristics of these spurious and the electrode material and thickness of the IDT electrode 3, the cut of the piezoelectric substrate 2, and the like. It has been found for the first time about the relationship with the corner, and is proposed to be further generalized to include the IDT electrode 3 that satisfies the above formula (1).
（他の実施形態）
上述の例では、ＩＤＴ電極３の材料定数に応じた規格化厚みをｔ２とする場合について説明したが、さらに材料定数が特定の条件を満たしていてもよい。
(Other embodiments)
In the example described above, the case where the normalized thickness corresponding to the material constant of the IDT electrode 3 is set to t2 has been described, but the material constant may further satisfy a specific condition.
発明者が鋭意検討を重ねた結果、ＩＤＴ電極３の規格化厚みのｔ１とｔ２との差が小さすぎると、共振周波数よりも高周波数側でロスが増加することを見出した。図８に、ＩＤＴ電極３の電極材料を異ならせたときの周波数特性を示す。横軸は周波数（単位：ＭＨｚ）であり、縦軸は位相（単位：ｄｅｇ）を示している。位相が９０°、−９０°に近い程損失が少ないことを示す。 As a result of extensive studies by the inventors, it has been found that if the difference between the normalized thickness t1 and t2 of the IDT electrode 3 is too small, the loss increases on the higher frequency side than the resonance frequency. FIG. 8 shows frequency characteristics when the electrode material of the IDT electrode 3 is varied. The horizontal axis represents frequency (unit: MHz), and the vertical axis represents phase (unit: deg). The closer the phase is to 90 ° and −90 °, the smaller the loss.
図８において、ＩＤＴ電極３の電極材料としてＡｌ，Ｗ，Ｃｕ，Ｍｏを用いて、規格化厚みをそれぞれの材料に応じた厚みであるｔ２としたときの共振子インピーダンスの位相特性を示した。また、比較例として通常の厚み（規格化厚み８％）のＡｌ電極からなるＩＤＴ電極を用いたときの位相特性を重ねて表示している。なお、スプリアスと共振の関係を見やすくするため、共振周波数が同じになるように適宜周波数を調整した。また、電極材料および膜厚を変化させた結果、Δｆ（共振周波数と反共振周波数との差分）の大きさが変化しているため、反共振周波数（右肩）の位置は一致していない。 FIG. 8 shows the phase characteristics of the resonator impedance when Al, W, Cu, and Mo are used as the electrode material of the IDT electrode 3 and the normalized thickness is t2 that is a thickness corresponding to each material. Further, as a comparative example, phase characteristics when an IDT electrode made of an Al electrode having a normal thickness (standardized thickness 8%) is used are displayed in an overlapping manner. In addition, in order to make it easy to see the relationship between spurious and resonance, the frequency was adjusted as appropriate so that the resonance frequency was the same. Further, as a result of changing the electrode material and the film thickness, the magnitude of Δf (difference between the resonance frequency and the anti-resonance frequency) changes, and therefore the position of the anti-resonance frequency (right shoulder) does not match.
この図から明らかなように、比較例の特性に比べ、ＩＤＴ電極３の厚みをｔ２としたときの周波数特性は、反共振周波数付近の肩部（右肩）の位相が、反共振点より低周波側では９０°に近く、反共振点より高周波側では−９０°に近くなっている。これは共振子の損失が低減されていることを示している。さらに比較例では反共振周波数から離れた高周波数側（図中の表示で２１００ＭＨｚ付近よりも高周波側）で位相特性の盛り上がり（損失の増加）があるが、ＩＤＴ電極３の厚みをｔ２としたときにはほとんど無い。このように、広い周波数範囲で損失が低減されていることが確認された。 As is apparent from this figure, compared with the characteristics of the comparative example, the frequency characteristic when the thickness of the IDT electrode 3 is t2 is such that the phase of the shoulder (right shoulder) near the antiresonance frequency is lower than the antiresonance point. It is close to 90 ° on the frequency side and close to −90 ° on the high frequency side from the antiresonance point. This indicates that the loss of the resonator is reduced. Further, in the comparative example, there is a rise in phase characteristics (increased loss) on the high frequency side away from the anti-resonance frequency (higher frequency side than the vicinity of 2100 MHz in the drawing), but when the thickness of the IDT electrode 3 is t2. almost none. Thus, it was confirmed that the loss was reduced in a wide frequency range.
一方で、ＩＤＴ電極３としてＡｌを用いて規格化厚みを１８％とした場合の周波数特性を確認すると、反共振周波数の少し高周波側から若干位相特性が盛り上がっている（損失が発生している）ことが確認できる。これは、ＩＤＴ電極３の材料としてＡｌを用いた場合には、ｔ２がｔ１と近すぎて（ほぼ同一）、反共振周波数近傍でバルク波放射の影響が生じてしまうためと推測される。 On the other hand, when the frequency characteristics are confirmed when Al is used as the IDT electrode 3 and the standardized thickness is 18%, the phase characteristics rise slightly from the high frequency side of the anti-resonance frequency (loss occurs). I can confirm that. This is presumed that when Al is used as the material of the IDT electrode 3, t2 is too close to t1 (substantially the same), and the influence of bulk wave radiation occurs near the antiresonance frequency.
このことから、ＩＤＴ電極３の電極厚みをｔ２とすることを想定すると、ｔ２とｔ１の差分を一定以上とることで、高周波数側の損失を低減することができることが分かった。そこで、図９に、ＩＤＴ電極３の電極材料の材料定数とｔ２とｔ１との差分（ｔ２−ｔ１）の関係を示す等高線グラフを示す。図９において横軸は電極材料の密度（単位：ｇ／ｃｃ）、縦軸はヤング率（単位：ＧＰａ）を示している。そして、ｔ２−ｔ１の値を等高線で表示している。 From this, it was found that assuming that the electrode thickness of the IDT electrode 3 is t2, the loss on the high frequency side can be reduced by setting the difference between t2 and t1 to a certain value or more. 9 shows a contour graph showing the relationship between the material constant of the electrode material of the IDT electrode 3 and the difference (t2−t1) between t2 and t1. In FIG. 9, the horizontal axis represents the density (unit: g / cc) of the electrode material, and the vertical axis represents the Young's modulus (unit: GPa). And the value of t2-t1 is displayed with the contour line.
図９から明らかなように、差分を一定以上確保するためには、ヤング率および密度を一定以上とすることが必要であることが分かった。具体的には、ｔ２とｔ１との差分を２．５％以上とすることでレイリー波の影響を十分おさえるとともに共振周波数よりも高周波数側の領域でも安定してロスを抑制することができる。ｔ２とｔ１との差分を２．５％以上とすることのできる範囲として、ヤング率は１５０ＧＰよりも大きく、密度は５ｇ／ｃｃよりも大きい領域を例示できる。 As is clear from FIG. 9, it was found that the Young's modulus and density must be set to a certain level or more in order to ensure the difference at a certain level or more. Specifically, by setting the difference between t2 and t1 to 2.5% or more, the influence of Rayleigh waves can be sufficiently suppressed, and loss can be stably suppressed even in a region on the higher frequency side than the resonance frequency. As a range in which the difference between t2 and t1 can be 2.5% or more, a region where the Young's modulus is larger than 150 GP and the density is larger than 5 g / cc can be exemplified.
なお、図９中において破線で囲む領域は、ｔ２−ｔ１に関するシミュレーションが成立しない領域である。 In FIG. 9, a region surrounded by a broken line is a region where simulation regarding t2-t1 is not established.
ＩＤＴ電極３の電極材料として上述の関係を満たす場合には、共振周波数の低周波数側のロス、反共振周波数近傍のロスの低減に加え、反共振周波数よりも高周波数側におけるロスも低減することができ、さらに損失の少ないＳＡＷ素子１を提供することができる。このような材料として具体的には、ＭｏやＷを例示することができる。 When the above relationship is satisfied as the electrode material of the IDT electrode 3, in addition to the loss on the low frequency side of the resonance frequency and the loss in the vicinity of the anti-resonance frequency, the loss on the higher frequency side than the anti-resonance frequency is also reduced. In addition, the SAW element 1 with less loss can be provided. Specific examples of such a material include Mo and W.
（他の実施形態）
上述の例では、ＩＤＴ電極３を構成する電極材料として単一の材料からなる場合について説明したが、互いに異なる材料からなる２以上の層を積層した構成であってもよい。この場合には概略的に積層体を構成する複数の材料からなる層のそれぞれを、ある特定の材料からなる層で構成したときの厚み（換算厚み）に換算し、その合計の厚みが式（１）を満たすように各層を設計する。
(Other embodiments)
In the above example, the case where the IDT electrode 3 is made of a single material has been described. However, a structure in which two or more layers made of different materials are laminated may be used. In this case, each of the layers made of a plurality of materials that roughly constitute the laminate is converted into a thickness (converted thickness) when the layers are made of a specific material, and the total thickness is expressed by the formula ( Each layer is designed to satisfy 1).
ここで、換算厚みについて説明する。例えば、材料１からなる層の厚みを材料２で構成した場合の換算厚みは、（材料１からなる層の厚み）×（材料１のヤング率×材料１の密度）０．５／（材料２のヤング率×材料２の密度）０．５で算出できる。 Here, the converted thickness will be described. For example, when the thickness of the layer made of the material 1 is made of the material 2, the converted thickness is (thickness of the layer made of the material 1) × (Young's modulus of the material 1 × density of the material 1) 0.5 / (material 2 (Young's modulus x density of material 2)) 0.5 .
すなわち、ＩＤＴ電極３が積層体で構成される場合には、ＩＤＴ電極３の平均の規格化厚みｔ２は、各層の厚みをいずれか１つの層に換算した換算厚みを算出し、その合計値としている。 That is, when the IDT electrode 3 is composed of a laminate, the average normalized thickness t2 of the IDT electrode 3 is calculated as a converted thickness obtained by converting the thickness of each layer into any one layer, and the total value thereof is calculated. Yes.
積層体を構成する材料の組み合わせ及び膜厚比率および積層順については適宜設計すればよいが、例えば、電気抵抗に着目して設計してもよい。前述の実施形態で例示したＭｏは、ｔ２−ｔ１の差分を確保することができるという利点を有する一方で、電気抵抗が大きい。具体的には、従来用いられてきたＡｌの電気抵抗が２．７×１０−６ｏｈｍ・ｃｍであるのに対して、Ｍｏは５．７×１０−６ｏｈｍ・ｃｍであり２倍以上となっている。さらに従来のＡｌ電極の厚みが８％であるのに対して、Ｍｏもｔ２は１２．５％であることを考慮すると、ＩＤＴ電極３としてみたときの電極抵抗は約１．４倍大きくなっていることになる。すなわち、ＩＤＴ電極３としての抵抗を検証する性能指数（ＦＯＭ：Figure
of Merit）として、規格化厚み（％）を電気抵抗（×１０−６ｏｈｍ・ｃｍ）で割った
値を定義すると、通常のＡｌ電極では３．０であるのに対して、Ｍｏを用いてｔ２を１２．５％とした場合は２．２となっていることになり、電極としての電気抵抗によりロスが発生することとなる。
What is necessary is just to design suitably about the combination of the material which comprises a laminated body, a film thickness ratio, and a lamination order, For example, you may design paying attention to electrical resistance. Mo exemplified in the above-described embodiment has an advantage that a difference of t2−t1 can be ensured, but has a large electric resistance. Specifically, while the electric resistance of Al that has been conventionally used is 2.7 × 10 −6 ohm · cm, Mo is 5.7 × 10 −6 ohm · cm, which is more than doubled. It has become. Further, considering that the thickness of the conventional Al electrode is 8%, and that Mo is t2 is 12.5%, the electrode resistance when viewed as the IDT electrode 3 is about 1.4 times larger. Will be. That is, a figure of merit (FOM: Figure) for verifying resistance as the IDT electrode 3
of the standard thickness (%) divided by the electric resistance (× 10 −6 ohm · cm) as a value of 3.0 for a normal Al electrode, but using Mo When t2 is 12.5%, it is 2.2, and a loss occurs due to electric resistance as an electrode.
そこで、ＩＤＴ電極３を、ＦＯＭが３．０以上になるように、電気抵抗の小さい材料と、密度の高い材料とを組み合わせればよい。 Therefore, the IDT electrode 3 may be combined with a material having a low electrical resistance and a material having a high density so that the FOM is 3.0 or more.
例えば、電気抵抗の小さいＡｌと、密度の高い材料であるＭｏとを組み合わせた場合について検討する。圧電基板２に近い側からＭｏ、Ａｌの順に積層した場合、スプリアスＲ１が最小になるようなＡｌとＭｏとの各層の膜厚の組み合わせは、ｔＡｌ＝−３．５×ｔＭｏ＋４２．７の関係式（以下式（２）とする）で表される。すなわち、ｔＡｌは、式（２）の値から±１．５％の範囲とすればよい。より好ましくは、式（２）の値から±１．０％、もしくは±０．５％の範囲とすればよい。なお、この式は、上記した換算厚みを使用した場合に、式（１）で計算されるｔ２に近い値を取る。具体的には、式（１）で和えられるｔ２の値から±１．５％の範囲に含まれている。 For example, a case where Al having a low electrical resistance and Mo, which is a material having a high density, are combined will be considered. When Mo and Al are laminated in this order from the side close to the piezoelectric substrate 2, the combination of the film thicknesses of Al and Mo that minimizes the spurious R1 is t Al = −3.5 × t Mo +42.7. Is expressed by the following relational expression (hereinafter referred to as Expression (2)). That is, t Al may be within a range of ± 1.5% from the value of the formula (2). More preferably, it may be within a range of ± 1.0% or ± 0.5% from the value of the formula (2). In addition, this formula takes a value close to t2 calculated by the formula (1) when the above-described converted thickness is used. Specifically, it is included in a range of ± 1.5% from the value of t2 that is summed by the equation (1).
ここで、ｔＡｌはＡｌの層の規格化厚み（％）であり、ｔＭｏはＭｏ層の規格化厚み（％）を示す。同様にこれらの積層体全体のＦＯＭを比較して３．０を超えるように各層の厚みを決定すればよい。このような関係を図１０に示す。なお、積層体のＦＯＭは以下のように計算すればよい。
積層体のＦＯＭ＝（材料１の規格化厚み）／（材料１の抵抗率）＋（材料２の規格化厚み）／ （材料２の抵抗率）
図１０において、縦軸の第１軸（左軸）はｔＡｌの規格化厚みを示し、横軸はｔＭｏの規格化厚みを示す。この関係で式（１）を満たす関係をＬ１で示す。一方で、縦軸の第２軸（右軸）は積層体全体のＦＯＭを示す。ここで、ｔＭｏを変化させたときの、積層体全体のＦＯＭの関係をＬ２にしめす。この図から分かるように、Ｍｏ層の厚みであるｔＭｏを１１．５％以下とすることで、ＦＯＭは３．０を超え、電気抵抗によるロスの少ないＩＤＴ電極３を提供することができる。
Here, t Al is the normalized thickness (%) of the Al layer, and t Mo is the normalized thickness (%) of the Mo layer. Similarly, the thickness of each layer may be determined so as to exceed 3.0 by comparing the FOM of the entire laminate. Such a relationship is shown in FIG. In addition, what is necessary is just to calculate FOM of a laminated body as follows.
FOM of laminated body = (Standardized thickness of material 1) / (Resistivity of material 1) + (Standardized thickness of material 2) / (Resistivity of material 2)
10, the first shaft of the vertical axis (left axis) represents normalized thickness of t Al, the horizontal axis shows the normalized thickness of t Mo. A relationship satisfying the expression (1) is represented by L1. On the other hand, the second axis (right axis) of the vertical axis indicates the FOM of the entire laminate. Here, the relationship of FOM of the whole laminated body when tMo is changed is shown as L2. As can be seen from this figure, by the t Mo is the thickness of the Mo layer and the 11.5% or less, FOM can exceed 3.0, which provides an IDT electrode 3 less loss due to electrical resistance.
なお、Ｍｏ層の厚みｔＭｏをさらに薄くしていくと、ＦＯＭは上昇するが、積層体全体の厚みが急速に厚くなり、生産性が低下するとともに、ｔ２−ｔ１も少なくなっていく。以上より、Ａｌ層とＭｏ層との積層体でＩＤＴ電極３を構成する場合には、Ｍｏ層の厚みｔＭｏは１０．５〜１１％とすることで、電極抵抗をおさえつつ生産性も維持することができる。 Note that as the Mo layer thickness tMo is further reduced, the FOM increases, but the overall thickness of the laminate increases rapidly, resulting in a decrease in productivity and a decrease in t2-t1. Maintained above, in the case of constituting the IDT electrode 3 in a laminate of the Al layer and the Mo layer, the thickness t Mo the Mo layer by a 10.5 to 11%, productivity while suppressing electrode resistance can do.
また、異なる材料からなる二層を積層してＩＤＴ電極３を構成する場合には、その積層順は圧電基板２への成膜性を考慮して決めたり、使用環境における安定性（酸化性等）を考慮して決めたりしてもよいが、強度をもとに決定してもよい。 Further, when the IDT electrode 3 is formed by stacking two layers made of different materials, the stacking order is determined in consideration of the film formability on the piezoelectric substrate 2, and the stability in use environment (oxidizing property, etc.) ) May be determined in consideration of, but may be determined based on strength.
ＩＤＴ電極３の強度に着目する場合について検討する。図１１にＩＤＴ電極３の一部である電極指３２の断面図を示す。圧電基板２は電圧の印加により変形するため、圧電基板２に近い方が電極にかかる応力は強くなる。このため、圧電基板２に近い側に強度の高い層を配置してもよい。すなわち、Ａｌ層とＭｏ層の場合には、図１１に示すように、Ｍｏ層３２ｘを圧電基板２の側に配置し、その上にＡｌ層３２ｙを配置してもよい。 Consider the case where attention is paid to the strength of the IDT electrode 3. FIG. 11 shows a cross-sectional view of an electrode finger 32 that is a part of the IDT electrode 3. Since the piezoelectric substrate 2 is deformed by the application of a voltage, the stress applied to the electrode becomes stronger near the piezoelectric substrate 2. For this reason, a high-strength layer may be disposed on the side close to the piezoelectric substrate 2. That is, in the case of the Al layer and the Mo layer, as shown in FIG. 11, the Mo layer 32x may be disposed on the piezoelectric substrate 2 side, and the Al layer 32y may be disposed thereon.
次に、図１１に示すＩＤＴ電極３に加わる振動応力について検討する。図１２に、ＩＤＴ電極に加わる振動の応力をシミュレーションした結果を示す。シミュレーションは共振子に１Ｖｐ−ｐの高周波電圧がかかった場合の、Ａｌ層３２ｙの最下面（Ａｌ層３２ｙとＭｏ層３２ｘとの境界付近）に発生する応力を計算している。 Next, the vibration stress applied to the IDT electrode 3 shown in FIG. 11 will be examined. FIG. 12 shows the result of simulating the stress of vibration applied to the IDT electrode. The simulation calculates the stress generated on the lowermost surface of the Al layer 32y (near the boundary between the Al layer 32y and the Mo layer 32x) when a high frequency voltage of 1 Vp-p is applied to the resonator.
図１２（ａ）の横軸は1本の電極指３２の幅方向（図１１の横方向）の断面位置であり
、Ｘ＝０は電極指の幅方向の中心である。Ａｌ層３２ｙの最下面の応力を計算した理由は、この位置がＡｌ電極にかかる応力が最も大きく、強度的に最も厳しい状態にあるからである。なお、Ｍｏ層３２ｘはＡｌに比べて１０倍以上の強度を有するため、Ｍｏ層３２ｘ，Ａｌ層３２ｙを合わせても、Ａｌ層３２ｙの最下面における応力強度が重要となってくる。
The horizontal axis of FIG. 12A is the cross-sectional position of one electrode finger 32 in the width direction (the horizontal direction of FIG. 11), and X = 0 is the center of the electrode finger in the width direction. The reason why the stress on the lowermost surface of the Al layer 32y was calculated is that this position has the greatest stress applied to the Al electrode and is in the most severe state in terms of strength. Since the Mo layer 32x has a strength 10 times or more that of Al, even if the Mo layer 32x and the Al layer 32y are combined, the stress strength on the lowermost surface of the Al layer 32y becomes important.
図１２（ａ）において、通常のＡｌのみからなる一層のＩＤＴ電極３の場合の電極指３２に加わる応力についてＬ１１で示す。Ｌ１１から明らかなように、電極指３２の面内で応力分布が発生しており、端部において応力集中している様子が確認された。 In FIG. 12A, the stress applied to the electrode finger 32 in the case of a single layer IDT electrode 3 made of only ordinary Al is indicated by L11. As apparent from L11, a stress distribution was generated in the surface of the electrode finger 32, and it was confirmed that the stress was concentrated at the end.
これに対して、同じく図１２（ａ）に、図１１に示す構成のＩＤＴ電極３における電極指３２の応力についてＬ２１〜Ｌ２３に示す。Ｌ２１は、Ｍｏ層３２ｘの厚みが１０％、Ａｌ層３２ｙの厚みが７．５％の積層体の場合のＡｌ層３２ｙの最下面における応力分布を示している。同様に、Ｌ２２は、Ｍｏ層３２ｘの厚みが１１％、Ａｌ層３２ｙの厚みが４．５％の積層体の場合を、Ｌ２３はＭｏ層３２ｘの厚みが１２％、Ａｌ層３２ｙの厚みが０．５％の積層体の場合をそれぞれ示している。いずれの膜厚の組み合わせも、式（１）および図１０に示す関係を満たす構成である。 In contrast, FIG. 12A similarly shows L21 to L23 regarding the stress of the electrode finger 32 in the IDT electrode 3 having the configuration shown in FIG. L21 indicates the stress distribution on the lowermost surface of the Al layer 32y in the case of a laminate in which the Mo layer 32x has a thickness of 10% and the Al layer 32y has a thickness of 7.5%. Similarly, L22 is a laminate in which the Mo layer 32x has a thickness of 11% and the Al layer 32y has a thickness of 4.5%, and L23 has a Mo layer 32x having a thickness of 12% and an Al layer 32y having a thickness of 0. The case of a laminate of 5% is shown respectively. Any combination of film thicknesses is a configuration that satisfies the relationship shown in Formula (1) and FIG.
なお、シミュレーションでは共振周波数を一致させるように、ピッチを調整している。
このため、電極指３２の幅がＡｌ一層の場合と積層体のときとで異なっている。
In the simulation, the pitch is adjusted to match the resonance frequency.
For this reason, the width | variety of the electrode finger 32 differs with the case where it is a single layer, and the time of a laminated body.
Ｌ２１〜Ｌ２３から明らかなように、図１１に示す構成においては、電極指３２の端部に応力集中は生じていない。このため、図１１に示す構成のＩＤＴ電極３を備える場合には、破壊源を有さないため信頼性の高いＳＡＷ素子１を提供できるものとなる。 As is apparent from L21 to L23, no stress concentration is generated at the ends of the electrode fingers 32 in the configuration shown in FIG. For this reason, when the IDT electrode 3 having the configuration shown in FIG. 11 is provided, a highly reliable SAW element 1 can be provided because it does not have a destruction source.
図１２（ｂ）に、Ａｌ層３２ｙの最下面の平均応力を示す。図１２（ｂ）において、横軸はＭｏ層３２ｘの規格化厚みを示し、縦軸は、Ａｌ層３２ｙの最下面における平均応力の値を示す。Ｍｏ層３２ｘの厚みが１０％以下の場合には、Ａｌ層のみの場合に比べて平均応力が大きくなってしまい、従来例よりも振動によって破壊されやすくなる。このため、Ｍｏ層３２ｘの厚みは１０％を超える厚みとすることが好ましい。 FIG. 12B shows the average stress on the lowermost surface of the Al layer 32y. In FIG. 12B, the horizontal axis indicates the normalized thickness of the Mo layer 32x, and the vertical axis indicates the value of the average stress on the lowermost surface of the Al layer 32y. When the thickness of the Mo layer 32x is 10% or less, the average stress becomes larger than that in the case of only the Al layer, and the Mo layer 32x is more easily broken by vibration than the conventional example. For this reason, the thickness of the Mo layer 32x is preferably greater than 10%.
図１３，図１４に、積層体で構成されるＩＤＴ電極３の材料の組み合わせを異ならせた場合について、（ａ）に膜構成とＦＯＭとの関係を（図１０相当）、（ｂ）に積層界面における応力分布を（図１２（ａ）相当）、（ｃ）に膜構成と積層界面における平均応力との関係（図１２（ｃ）相当）を、それぞれ示した。 FIGS. 13 and 14 show the relationship between the film configuration and the FOM (corresponding to FIG. 10) in the case where the combination of materials of the IDT electrode 3 composed of the laminated body is different (corresponding to FIG. 10), and the lamination in (b) The stress distribution at the interface (corresponding to FIG. 12 (a)) and (c) show the relationship between the film configuration and the average stress at the laminated interface (corresponding to FIG. 12 (c)), respectively.
具体的には、図１３に、Ｗからなる層とＡｌからなる層とを、圧電基板２から近い側からこの順に積層してなるＩＤＴ電極の場合について示している。同様に、図１４に、Ｃｕからなる層とＡｌからなる層とを、圧電基板２から近い側からこの順に積層してなるＩＤＴ電極の場合について示している。 Specifically, FIG. 13 shows an IDT electrode in which a layer made of W and a layer made of Al are laminated in this order from the side closer to the piezoelectric substrate 2. Similarly, FIG. 14 shows an IDT electrode in which a layer made of Cu and a layer made of Al are laminated in this order from the side closer to the piezoelectric substrate 2.
Ａｌからなる層とＷからなる層とを積層した場合について検討すると、スプリアスＲ１が最小になるようなＡｌとＷとの各層の膜厚の組み合わせは、ｔＡｌ＝−５．５４×ｔＷ＋４４．９の関係式（以下、式（３）という）であらわされる。すなわち、ｔＡｌは、式（３）の値から±１．５％の範囲とすればよい。より好ましくは、式（３）の値から±１．０％、もしくは±０．５％の範囲とすればよい。式（３）は、上記した換算厚みを使用したばあい、式（１）で計算されるｔ２に近い値をとることを確認している。 Considering the case of laminating a layer made of Al and a layer made of W, the combination of the film thicknesses of Al and W that minimizes the spurious R1 is t Al = −5.54 × t W +44. .9 relational expression (hereinafter referred to as Expression (3)). That is, t Al may be within a range of ± 1.5% from the value of the expression (3). More preferably, it may be within a range of ± 1.0% or ± 0.5% from the value of the formula (3). It has been confirmed that Equation (3) takes a value close to t2 calculated by Equation (1) when the above-described reduced thickness is used.
ここで、ｔＡｌはＡｌの層の規格化厚み（％）であり、ｔＷはＷ層の規格化厚み（％）を示す。同様にこれらの積層体全体のＦＯＭを比較して３．０を超えるように各層の厚みを決定すればよい。 Here, t Al is the normalized thickness (%) of the Al layer, and t W is the normalized thickness (%) of the W layer. Similarly, the thickness of each layer may be determined so as to exceed 3.0 by comparing the FOM of the entire laminate.
図１３（ａ）において、式（３）を満たす関係を線Ｌ１Ｗで示す。さらにｔＷを変化させたときの、積層体全体のＦＯＭの関係をＬ２Ｗでしめす。この線図より、ｔＷは７．５％以下とすることでＦＯＭを３．０以上とすることができることが分かった。 In FIG. 13A, a relationship satisfying the expression (3) is indicated by a line L1W. Further in the case of changing the t W, it shows the relationship between the FOM of the entire laminate L2W. From this diagram, t W has been found that it is possible to make the FOM by a 7.5% or less 3.0 or more.
次に図１１と同様に、Ａｌからなる層を上側に位置させたときの、ＩＤＴ電極３内における応力分布を図１３（ｂ）に示す。積層体とすることで、電極指の端部における応力集中はなくなっていることが確認できた。 Next, as in FIG. 11, the stress distribution in the IDT electrode 3 when the layer made of Al is positioned on the upper side is shown in FIG. It was confirmed that the stress concentration at the end of the electrode finger disappeared by using the laminated body.
さらに、図１３（ｃ）に示すように、ｔＷを６．５％よりも厚くすることで、Ａｌ単層の場合よりも平均応力を小さくすることができることを確認した。 Furthermore, as shown in FIG. 13C, it was confirmed that the average stress can be made smaller than that in the case of the Al single layer by making t W thicker than 6.5%.
同様に、Ａｌからなる層とＣｕからなる層とを積層した場合について検討すると、スプリアスＲ１が最小になるようなＡｌとＣｕとの各層の膜厚の組み合わせは、ｔＡｌ＝−２．８６×ｔＣｕ＋３０．２の関係式（以下、式（４）という）であらわされる。すなわち、ｔＡｌは、式（４）の値から±１．５％の範囲とすればよい。より好ましくは、式（３）の値から±１．０％、もしくは±０．５％の範囲とすればよい。式（４）は、上記した換算厚みを使用したばあい、式（１）で計算されるｔ２の値に近い値をとることを確認し
ている。
Similarly, when the case where the layer made of Al and the layer made of Cu are stacked is examined, the combination of the film thicknesses of Al and Cu that minimizes the spurious R1 is t Al = −2.86 × It is expressed by a relational expression of t Cu +30.2 (hereinafter referred to as Expression (4)). That is, t Al may be within a range of ± 1.5% from the value of the formula (4). More preferably, it may be within a range of ± 1.0% or ± 0.5% from the value of the formula (3). It has been confirmed that Equation (4) takes a value close to the value of t2 calculated by Equation (1) when using the above-described reduced thickness.
ここで、ｔＡｌはＡｌの層の規格化厚み（％）であり、ｔＣｕはＣｕ層の規格化厚み（％）を示す。同様にこれらの積層体全体のＦＯＭを比較して３．０を超えるように各層の厚みを決定すればよい。 Here, t Al is the normalized thickness (%) of the Al layer, and t Cu is the normalized thickness (%) of the Cu layer. Similarly, the thickness of each layer may be determined so as to exceed 3.0 by comparing the FOM of the entire laminate.
図１４（ａ）において、式（４）を満たす関係を線Ｌ１Ｃｕで示す。さらにｔＣｕを変化させたときの、積層体全体のＦＯＭの関係をＬ２Ｃｕでしめす。この線図より、ｔＣｕをどのような比率で存在させた場合であってもＦＯＭを３．０以上とすることができることが分かった。 In FIG. 14A, a relationship satisfying the expression (4) is indicated by a line L1Cu. Furthermore, L2Cu shows the FOM relationship of the entire laminate when t Cu is changed. From this diagram, even when present at any ratio of t Cu was found that it is possible to make the FOM 3.0 or more.
次に図１１と同様に、Ａｌからなる層を上側に位置させたときの、ＩＤＴ電極３内における応力分布を図１４（ｂ）に示す。積層体とすることで、電極指の端部における応力集中はなくなっていることが確認できた。 Next, as in FIG. 11, the stress distribution in the IDT electrode 3 when the layer made of Al is positioned on the upper side is shown in FIG. It was confirmed that the stress concentration at the end of the electrode finger disappeared by using the laminated body.
さらに、図１４（ｃ）に示すように、ｔＣｕを８．５％よりも厚くすることで、Ａｌ単層の場合よりも平均応力を小さくすることができることを確認した。 Furthermore, as shown in FIG. 14 (c), by thicker than 8.5% of t Cu, it was confirmed that it is possible to reduce the mean stress than in the case of Al monolayer.
（他の実施形態）
上述の構成では、電極指３２の交差幅が一定の場合について説明した。これに対して、電極指３２の交差幅を変化させるアポタイズ型の電極指構成としてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described configuration, the case where the intersection width of the electrode fingers 32 is constant has been described. On the other hand, it is good also as an apodized type electrode finger structure which changes the cross width of the electrode finger 32. FIG.
上述のシミュレーションにおいて、ＩＤＴ電極の電極指の公差幅（ｙ方向）を無限、電極指のｘ方向の繰り返し数を無限としているが、有限の場合には公差幅方向（ｙ方向）に振動モードが発生してしまい、共振特性にリップルが発生する。これに対応するために、ＩＤＴ電極３の構成をアポタイズさせてもよい。 In the above simulation, the tolerance width (y direction) of the electrode finger of the IDT electrode is infinite, and the number of repetitions of the electrode finger in the x direction is infinite, but in the case of a finite number, the vibration mode is in the tolerance width direction (y direction). It will occur and ripple will occur in the resonance characteristics. In order to cope with this, the configuration of the IDT electrode 3 may be apodized.
また、上述の例では、ＩＤＴ電極３の材料による共振周波数と反共振周波数との差（Δｆ）の大きさについては特に言及していないが、厚みをｔ２としたときに、Ｍｏ、Ｗは概ね、通常のＳＡＷ共振子の場合と同じ大きさであった。これに対して、Ａｌ，Ｃｕの場合にはΔｆが狭くなっていた。具体的には、Ａｌ、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗの順にΔｆが大きくなっていた。 In the above example, the magnitude of the difference (Δf) between the resonance frequency and antiresonance frequency due to the material of the IDT electrode 3 is not particularly mentioned, but when the thickness is t2, Mo and W are approximately The size was the same as that of a normal SAW resonator. On the other hand, Δf was narrow in the case of Al and Cu. Specifically, Δf increases in the order of Al, Cu, Mo, and W.
以上より、Δｆを小さくしたい場合には、ＡｌやＣｕを含む積層体としたり、Δｆを大きくしたい場合には、Ｗを含む積層体にしたりして調整してもよい。 As described above, when Δf is desired to be reduced, a laminate including Al or Cu may be used, and when Δf is desired to be increased, a laminate including W may be adjusted.
また、上述の構成では、圧電基板は充分に厚い場合について説明したが、その下面に支持基板を貼り合せてもよい。 In the above-described configuration, the case where the piezoelectric substrate is sufficiently thick has been described. However, a support substrate may be bonded to the lower surface of the piezoelectric substrate.
図１５に、ＳＡＷ素子１の変形例の断面図を示す。図１５において、圧電基板２の下面２Ｂには、支持基板７が貼り合わされている。すなわち、本例では圧電基板２と支持基板７との貼り合せ基板で素子基板を構成している。 FIG. 15 shows a cross-sectional view of a modified example of the SAW element 1. In FIG. 15, the support substrate 7 is bonded to the lower surface 2 </ b> B of the piezoelectric substrate 2. That is, in this example, the element substrate is constituted by a bonded substrate of the piezoelectric substrate 2 and the support substrate 7.
このような場合には、圧電基板２の厚みを、例えば１μｍ〜３０μｍとしてもよい。 In such a case, the thickness of the piezoelectric substrate 2 may be set to 1 μm to 30 μm, for example.
支持基板７は、例えば、圧電基板２の材料よりも熱膨張係数が小さい材料によって形成されている。これによって、ＳＡＷ素子１の電気特性の温度変化を補償することができる。このような材料としては、例えば、シリコン等の半導体、サファイア等の単結晶および酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックを挙げることができる。なお、支持基板７は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。 The support substrate 7 is formed of, for example, a material having a smaller thermal expansion coefficient than the material of the piezoelectric substrate 2. Thereby, the temperature change of the electrical characteristics of the SAW element 1 can be compensated. Examples of such a material include a semiconductor such as silicon, a single crystal such as sapphire, and a ceramic such as an aluminum oxide sintered body. The support substrate 7 may be configured by laminating a plurality of layers made of different materials.
支持基板７の厚みは、例えば、支持基板７の平面方向全体に亘って一定であり、その大きさは、ＳＡＷ素子１に要求される仕様等に応じて適宜に設定されてよい。ただし、支持基板７の厚みは、温度補償が好適に行われたり、圧電基板２の強度を補強したりできるように、圧電基板２の厚みよりも厚くされる。一例として、支持基板７の厚みは１００μｍ以上３００μｍ以下である。支持基板７の平面形状および各種寸法は、例えば、圧電基板２と同等である。 For example, the thickness of the support substrate 7 is constant over the entire planar direction of the support substrate 7, and the size thereof may be appropriately set according to the specifications required for the SAW element 1. However, the thickness of the support substrate 7 is made larger than the thickness of the piezoelectric substrate 2 so that temperature compensation can be suitably performed and the strength of the piezoelectric substrate 2 can be reinforced. As an example, the thickness of the support substrate 7 is 100 μm or more and 300 μm or less. For example, the planar shape and various dimensions of the support substrate 7 are the same as those of the piezoelectric substrate 2.
圧電基板２および支持基板７は、例えば、不図示の接着層を介して互いに貼り合わされている。接着層の材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。有機材料としては、例えば、熱硬化性樹脂等の樹脂が挙げられる。無機材料としては、例えば、ＳｉＯ２が挙げられる。また、圧電基板２および支持基板７は、接着面をプラズマなどで活性化処理した後に接着層無しに貼り合わせる、いわゆる直接接合によって貼り合わされていても良い。 The piezoelectric substrate 2 and the support substrate 7 are bonded to each other through an adhesive layer (not shown), for example. The material of the adhesive layer may be an organic material or an inorganic material. Examples of the organic material include a resin such as a thermosetting resin. Examples of the inorganic material include SiO 2 . In addition, the piezoelectric substrate 2 and the support substrate 7 may be bonded together by so-called direct bonding, in which the bonding surface is bonded without a bonding layer after being activated by plasma or the like.
このような、素子基板を用いたＳＡＷ素子においては、電極膜の結晶性・密着性を向上させるために、基板と電極膜、または積層電極の各層の間に、適宜密着層を挿入しても、全体の動作原理に大きな影響を与えない限り問題ない。密着層としては、一般的には、たとえば数ｎｍ〜数10ｎｍのＴｉ、もしくはＣｒが使用される。 In such a SAW element using an element substrate, in order to improve the crystallinity and adhesion of the electrode film, an adhesion layer may be appropriately inserted between the substrate and the electrode film or each layer of the laminated electrode. There is no problem as long as it does not greatly affect the overall operating principle. In general, for example, Ti or Cr of several nm to several tens of nm is used as the adhesion layer.
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよく、また上述した実施形態は、適宜に組み合わされてよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects, and the above-described embodiments may be combined as appropriate.
また、本発明のシミュレーションは、全て電極のＤｕｔｙ比が０．５の時について行ったが、別のＤｕｔｙ比の場合でも、同様の議論が成り立つ。例えば、Ｄｕｔｙ比が０．５よりも大きい場合はｔ１、ｔ２、その他電極厚みは本発明掲載の値よりも若干小さくなるし、Ｄｕｔｙ比が０．５より小さい場合はｔ１、ｔ２、その他電極厚みは本発明掲載の値よりも若干大きくなる。いずれにしても、本発明に沿った検討により、ｔ１、ｔ２、その他電極厚みを求めることができる。 Further, all the simulations of the present invention were performed when the duty ratio of the electrodes was 0.5, but the same argument holds even in the case of another duty ratio. For example, when the duty ratio is larger than 0.5, t1, t2 and other electrode thicknesses are slightly smaller than the values described in the present invention, and when the duty ratio is smaller than 0.5, t1, t2, other electrode thicknesses. Is slightly larger than the values listed in the present invention. In any case, t1, t2, and other electrode thicknesses can be obtained by examination according to the present invention.
１・・・弾性波装置
２・・・圧電基板
３・・・ＩＤＴ電極
３０・・櫛歯電極
３１・・バスバー
３２・・電極指
３３・・ダミー電極
７・・・支持基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Elastic wave apparatus 2 ... Piezoelectric substrate 3 ... IDT electrode 30 ... Comb electrode 31 ... Bus bar 32 ... Electrode finger 33 ... Dummy electrode 7 ... Support substrate
Claims (12)
前記ＩＤＴ電極の前記電極指の周期で規格化した平均の規格化厚みであるｔ２（％）は、構成する材料の平均のヤング率をＥ（ＧＰａ）、平均の密度をρ（ｇ／ｃｃ）とすると、
１１．０８×Ｅ０．３／ρ０．７０７−１．５≦ｔ２≦１１．０８×Ｅ０．３／ρ０．７０７＋１．５
の関係を満たす、弾性波素子。 A piezoelectric substrate made of a lithium tantalate crystal, and an IDT electrode having a plurality of electrode fingers disposed on the upper surface of the piezoelectric substrate,
The average normalized thickness t2 (%) normalized by the period of the electrode fingers of the IDT electrode is E (GPa) for the average Young's modulus of the material to be formed and ρ (g / cc) for the average density. Then,
11.08 × E 0.3 / ρ 0.707 −1.5 ≦ t2 ≦ 11.08 × E 0.3 / ρ 0.707 +1.5
An acoustic wave device that satisfies the above relationship.
（１）材料がＭｏであり、規格化厚みが１０．５％〜１３％である
（２）材料がＷであり、規格化厚みが７．０％〜８．５％である
（３）材料がＣｕであり、規格化厚みが９．５％〜１１％である The elastic wave device according to claim 1, wherein a material constituting the IDT electrode and a normalized thickness satisfy the definition described in any one of (1) to (3) below.
(1) The material is Mo and the normalized thickness is 10.5% to 13% (2) The material is W and the normalized thickness is 7.0% to 8.5% (3) Material Is Cu and the normalized thickness is 9.5% to 11%
前記複数の層の各層の規格化厚みをその層を構成する電気抵抗（×１０−６ｏｈｍ・ｃｍ）で割った値の合計値が３．０以上である、請求項１乃至３のいずれかに記載の弾性波素子。 The IDT electrode is a laminate in which a plurality of layers are laminated,
The total value of the value obtained by dividing the normalized thickness of each of the plurality of layers by the electric resistance (× 10 −6 ohm · cm) constituting the layer is 3.0 or more. The elastic wave device described in 1.
−３．５×ｔＭｏ＋４１．２＜ｔＡｌ＜−３．５ｔＭｏ＋４３．２の関係を満たす、請求項４に記載の弾性波素子。 The laminate is composed of Mo arranged on the piezoelectric substrate side and having a normalized thickness of tMo (%), and Al laminated on the layer and having a normalized thickness of tAl (%). Composed of a layer,
-3.5 satisfy the relationship × t Mo +41.2 <t Al < -3.5t Mo +43.2, acoustic wave device according to claim 4.
−５．５４ｔＷ＋４２．４＜ｔＡｌ＜−５．５４ｔＷ＋４６．４の関係を満たす、請求項４に記載の弾性波素子。 The laminated body is composed of W disposed on the piezoelectric substrate side and has a normalized thickness of t W (%), and Al is laminated thereon, and the normalized thickness is t Al (%). Composed of a layer,
-5.54t W +42.4 <t Al <satisfies the relationship -5.54t W +46.4, acoustic wave device according to claim 4.
−２．８６ｔＣｕ＋２７．７＜ｔＡｌ＜−２．８６ｔＣｕ＋３１．７の関係を満たす、請求項４に記載の弾性波素子。 The laminated body is made of Cu disposed on the piezoelectric substrate side and has a normalized thickness of t Cu (%), and a laminated thickness of Al laminated thereon, with a normalized thickness of t Al (%). Composed of a layer,
-2.86t Cu +27.7 <t Al <satisfies the relationship -2.86t Cu +31.7, acoustic wave device according to claim 4.
子。 The acoustic wave device according to claim 1, wherein the IDT electrode is of an apodized type.
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